JP2014004208A - 液体噴霧装置 - Google Patents

Abstract

【課題】メッシュ部を薄くしても十分な剛性を確保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と、メッシュ部１に液体を供給する給液部と、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１、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、メッシュ部１の周縁部３の出口面１Ａ側に設けられ、周縁部３を補強する補強部１０をさらに備える。
【選択図】図１０

Description

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。

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。

特開２００６−２９７２２６号公報 特開平７−２５６１７０号公報

液体噴霧装置において、メッシュ部に形成された微細孔を通過する液体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は剛性が不十分となりやすく、剛性が不足するとメッシュ部そのものがたわんでしまうため、それぞれの孔を満たす薬液に十分な圧力をかけることができず、噴霧量が低下する。したがって、メッシュ部の剛性を確保するための構造を検討する必要があった。特に、低価格化が可能な樹脂製のメッシュ部は、一般に用いられている金属製のメッシュ部と比較して剛性が低くなるため、剛性の確保が問題となっていた。

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、メッシュ部を薄くした場合でも十分な剛性を確保可能な構造を有する液体噴霧装置を提供することである。

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と、メッシュ部に液体を供給する給液部と、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、メッシュ部の周縁部の出口面側に設けられ、周縁部を補強する補強部をさらに備える。

上記液体噴霧装置において、給液部は、振動源を含み、振動源が振動することによって貫通孔に液体が供給され、振動源は、メッシュ部の入口面側に設けられてもよい。この場合、振動源は、メッシュ部の入口面に対向して配置される表面を有し、表面は、入口面に対して相対的に傾斜していてもよい。振動源は、メッシュ部の入口面または出口面に接着されていてもよい。

上記液体噴霧装置において、メッシュ部の厚み方向における補強部の厚みは、メッシュ部の厚みの二倍以上であってもよい。

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。

本発明の液体噴霧装置によると、メッシュ部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ので、液体噴霧装置による液体の噴霧量を増加することができる。

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。 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。 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。 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。 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２中のＶＩ−ＶＩ線に沿った矢視断面を示す斜視図である。 図６に対応する断面図である。 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。 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。 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。 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。 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。 実施の形態３の補強部の構成の概略を示す斜視図である。 他の例の振動源を示す断面図である。

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。

［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。

（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。

（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。

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。

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。

（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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

（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。

（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。

（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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

（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１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。

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、メッシュ部１の貫通孔６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。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（図１１参照）とを有する。

貫通孔６は、図１１に示すメッシュ部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。

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１１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。

メッシュ部１の出口面１Ａ側には、補強部１０が設けられている。補強部１０は、メッシュ部１の出口面１Ａにおいて周縁部３に沿って形成されている。補強部１０は、径方向の中心側に中空部１２の形成された、ドーナツ状の形状を有する。補強部１０の外周面と内周面とは、円筒状に形成されている。補強部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を有するように、形成されている。典型的には、図１０に示すメッシュ部１の厚み方向における補強部１０の厚みｔ２は、メッシュ部１の厚みｔ１の二倍以上である。

メッシュ部１の周縁部３の出口面１Ａ側に補強部１０が接合されることにより、メッシュ部１の周縁部３の厚みと補強部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。樹脂製のメッシュ部１では、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問題があるが、周縁部３を補強部１０で補強して剛性を高めることにより、メッシュ部１全体として十分な強度を得ることができる。

補強部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１０参照）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、補強部１０の厚みｔ２はメッシュ部１の厚みｔ１の二倍以上であるので、たとえば補強部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。

図１１に示す、貫通孔６を通過させて液体ＬＬを霧化する動作において、ホーン振動子４０は、振動源としての機能を有し、図１１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。

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１１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とホーン振動子４０の先端部４１の表面４２との間に供給された液体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。

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１１中の上下方向に振動して、液体を霧化する。中央部２には補強部１０が設けられていないので、補強部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。

メッシュ部１の剛性が不足すると、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、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。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にのみ補強部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、補強部１０により周縁部３の剛性が向上するため、メッシュ部１の十分な剛性を確保することができる。

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効率よく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。

図１０に示すように、本実施の形態においては、メッシュ部１は、ホーン振動子４０の先端部４１の表面４２に対して所定の角度θ１で傾斜するように取り付けられる。ホーン振動子４０の先端部４１の表面４２は、入口面１Ｂに対して角度θ１を形成して、相対的に傾斜している。この傾斜によって、メッシュ部１と表面４２との間には、空間が形成される。

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の外側から、先端部４１の表面４２に供給される。さらに、液体Ｌ（液体ＬＬ）は、先端部４１の外側から、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との間に形成された空間に供給される。この際、液体Ｌ（液体ＬＬ）は、先端部４１の外側から、表面４２とメッシュ部１との間の空間内に流れつつ、メッシュ部１の入口面１Ｂ側にも到達する。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。

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、表面４２とメッシュ部１との間の空間を経由して、液体Ｌ（液体ＬＬ）が少量ずつメッシュ部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、安定して液体Ｌ（液体ＬＬ）を噴霧することができる。

補強部１０は、メッシュ部１の出口面１Ａ側に貼り合わせられており、入口面１Ｂ側には補強部は設けられていない。メッシュ部１の入口面１Ｂ側に補強部が設けられると、その補強部により、メッシュ部１に対するホーン振動子４０の配置が制限されてしまう。しかし本実施の形態では、入口面１Ｂ側には補強部はなく、メッシュ部１の出口面１Ａ側のみに補強部１０が設けられている。したがって、ホーン振動子４０の先端部４１の表面４２に対するメッシュ部１の入口面１Ｂの相対位置を、任意に定めることができる。つまり、表面４２と入口面１Ｂとの間隔を任意に調整することができ、かつ、図１０に示す角度θ１を任意に調整することができる。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。

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。一方、ホーン振動子４０およびメッシュ部１の振動に伴い、入口面１Ｂと表面４２との間隔は変動する。そのため、ホーン振動子４０の表面４２とメッシュ部１の入口面１Ｂとを互いに平行に配置すると、入口面１Ｂと表面４２との間隔を常に最適な間隔に維持することが困難な場合がある。

そこで本実施の形態のように、ホーン振動子４０の表面４２をメッシュ部１の入口面１Ｂに対して傾斜させることで、メッシュ部１のいずれかの部位において、入口面１Ｂと表面４２との間隔を最適にすることができる。メッシュ部１は、入口面１Ｂと表面４２との間隔が最適値よりも小さくなる部位と、入口面１Ｂと表面４２との間隔が最適値よりも大きくなる部位と、入口面１Ｂと表面４２との間隔が最適値になる部位と、を含む。これにより、入口面１Ｂと表面４２との間隔が変動しても、メッシュ部１のいずれかの部位での入口面１Ｂと表面４２との間隔が最適値になる。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。

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。図１２に示すように、補強部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。補強部１０をメッシュ部１の厚み方向に投影すると、補強部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、ドーナツ状の補強部１０の内側の中空部１２に面して形成されている。

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。

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、補強部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。

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。

本実施の形態のホーン振動子４０は、図３，４に示すように、表面４２が平坦である。そのため、表面４２の全体が、メッシュ部１の入口面１Ｂに対して角度θ１を形成して傾斜している。この構成に限られず、表面４２の一部のみがメッシュ部１の入口面１Ｂに対して傾斜してもよく、この場合も、メッシュ部１に安定して液体ＬＬを供給できる上述した効果が同様に得られる。たとえば、表面４２に段差を形成する、または表面４２を湾曲形状に形成する、など、表面４２を平坦でない任意の形状に形成することで、表面４２の一部のみをメッシュ部１の入口面１Ｂに対して傾斜させることができる。

なお、これまでの説明においては、ホーン振動子４０の先端部４１の表面４２がメッシュ部１の入口面１Ｂに対して相対的に傾斜することでメッシュ部１と表面４２との間に空間が確保される例について説明したが、この例に限られるものではない。メッシュ部１の貫通孔６に液体ＬＬを連続的に供給できるように液体噴霧装置１００が構成されているのであれば、ホーン振動子４０の表面４２とメッシュ部１の入口面１Ｂとは水平に対向しても構わない。

［実施の形態２］
図１３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、補強部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と補強部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く、または、図１３に示すように一体で形成されてもよい。メッシュ部１の全体の強度を十分に高めることができる補強部１０を作製できるのであれば、補強部１０は、任意の製造方法で形成されてもよい。

補強部１０は、メッシュ部１と補強部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１０参照）と比較して補強部１０の厚みｔ２（図１０参照）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、補強部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と補強部１０とを製造するのが望ましい。

［実施の形態３］
図１４は、実施の形態３の補強部１０の構成の概略を示す斜視図である。実施の形態１では、円板状のメッシュ部１の周縁部３に沿うドーナツ状の補強部１０について説明したが、補強部１０の形状はドーナツ状に限られず、任意の形状を有してもよい。たとえば補強部１０は、図１４に示すように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。

補強部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。

なお、実施の形態１〜３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、この例に限られるものではない。メッシュ部の入口面側に任意の振動子を設けて液体の噴霧粒子を発生させることが可能であり、たとえば、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、図１５に示すように、円管状の振動子１４０がメッシュ部１の入口面１Ｂに接着されていてもよい。なお図１５は、他の例の振動源としての振動子１４０を示す断面図である。円筒状の振動子１４０を用いる場合、図１５に示す構成に限られず、メッシュ部１の出口面１Ａ、またはメッシュ部１の出口面１Ａ側に設けられた補強部１０に振動子１４０を接着させてもよい。

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、各実施の形態を適宜組み合わせてもよい。また、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。

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。

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 補強部、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。

Claims (6)

1. 貫通孔の形成された薄板状のメッシュ部と、
   前記メッシュ部に液体を供給する給液部と、を備え、
   前記貫通孔を通過させて前記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、
   前記メッシュ部の周縁部の前記出口面側に設けられ、前記周縁部を補強する補強部をさらに備える、液体噴霧装置。
2. 前記給液部は、振動源を含み、前記振動源が振動することによって前記貫通孔に前記液体が供給され、
   前記振動源は、前記メッシュ部の前記入口面側に設けられる、請求項１に記載の液体噴霧装置。
3. 前記振動源は、前記メッシュ部の前記入口面に対向して配置される表面を有し、
   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２に記載の液体噴霧装置。
4. 前記給液部は、振動源を含み、前記振動源が振動することによって前記貫通孔に前記液体が供給され、
   前記振動源は、前記メッシュ部に接着されている、請求項１から請求項３のいずれかに記載の液体噴霧装置。
5. 前記メッシュ部の厚み方向における前記補強部の厚みは、前記メッシュ部の厚みの二倍以上である、請求項１から請求項４のいずれかに記載の液体噴霧装置。
6. 前記メッシュ部は樹脂製である、請求項１から請求項５のいずれかに記載の液体噴霧装置。

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