JP2014004210A - 液体噴霧装置 - Google Patents

Abstract

【課題】霧化粒子径の異なる噴霧粒子を同時に発生できる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６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６を通過させて液体を霧化し噴出する。メッシュ部１には、互いに断面形状の異なる複数の貫通孔６Ａ，６Ｂが形成されている。
【選択図】図１１

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。

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。従来の液体噴霧装置では、均一な孔径の貫通孔を形成したメッシュ部が用いられ、メッシュ部の貫通孔を通過させて薬液を霧化し噴出することで薬液ミストを発生していた。この場合、メッシュ部の場所によって噴霧状態が異なることに起因して薬液ミストの粒径にある一定のバラツキが発生するものの、薬液は体内のある一定部位にしか到達できない。そのため、患者の体内の複数の部位に薬液を届かせるためには、孔径の異なる複数のメッシュ部を使用して複数回薬液を吸込む必要があり、患者に負担を強いることになり使い勝手に劣る問題があった。

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、霧化粒子径の異なる噴霧粒子を同時に発生でき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。メッシュ部には、互いに断面形状の異なる複数の貫通孔が形成されている。

上記液体噴霧装置において、メッシュ部の一定範囲毎に貫通孔の断面形状を異ならせてもよい。メッシュ部の径方向に貫通孔の断面形状を異ならせてもよく、この場合、メッシュ部の中央部と周縁部との一方から他方に向けて漸次または段階的に貫通孔の断面形状を変化させてもよい。貫通孔は、相対的に断面積の大きい大面積孔と相対的に断面積の小さい小面積孔とを含み、大面積孔と小面積孔との一方がメッシュ部の中央部に形成され、他方がメッシュ部の周縁部に形成されてもよい。

上記液体噴霧装置において、メッシュ部の全体に亘って断面形状の異なる貫通孔を分散させてもよい。貫通孔は、相対的に断面積の大きい大面積孔と相対的に断面積の小さい小面積孔とを含み、メッシュ部の全体に亘って大面積孔と小面積孔とが分散して形成されてもよい。

なお、大面積孔と小面積孔とは相対的に異なる二つの断面形状を有する貫通孔を例示的に表現するものであり、メッシュ部に形成される貫通孔の断面形状が二つの形状のうちのいずれかであることを限定するものではない。すなわち、当該大面積孔および小面積孔とは異なる断面形状の貫通孔がメッシュ部に形成されていてもよい。たとえば、大面積孔と小面積孔とに加えて、大面積孔よりもさらに断面積の大きい貫通孔、大面積孔と小面積孔との中間の断面積の貫通孔、または、小面積孔よりもさらに断面積の小さい貫通孔がメッシュ部に形成されてもよい。

上記液体噴霧装置において、メッシュ部の一定範囲毎に貫通孔の疎密を変化させてもよい。貫通孔は、メッシュ部の中央部において疎に形成され、メッシュ部の周縁部において密に形成されてもよい。または貫通孔は、メッシュ部の中央部において密に形成され、メッシュ部の周縁部において疎に形成されてもよい。

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、霧化粒子径の異なる噴霧粒子を同時に発生することができるので、患者の体内の異なった部位、たとえば上気道と肺とに、同時に薬液を到達させることが可能になる。

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斜視図である。 図１０中のＸＩ−ＸＩ線に沿うメッシュ部の部分断面図である。 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。 変形例のメッシュ部の構成の概略を示す部分断面図である。 実施の形態２のメッシュ部の構成の概略を示す斜視図である。 図１４中のＸＶ−ＸＶ線に沿うメッシュ部の部分断面図である。 図１４中のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿うメッシュ部の部分断面図である。

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、樹脂製であり、金型を使用した金型成形品である。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。この噴霧中において、本実施の形態における液体噴霧装置１００では、メッシュ部１に形成された多数の貫通孔のうち、一部の貫通孔は第一の断面形状を有し、他の貫通孔は第一の断面形状と異なる第二の断面形状を有し、メッシュ部１には互いに断面形状の異なる複数の貫通孔が形成されているため、粒子径の異なる液体ＬＬの液滴が同時に発生する。

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１０は、実施の形態１のメッシュ部１の構成の概略を示す斜視図である。図１１は、図１０中のＸＩ−ＸＩ線に沿うメッシュ部１の部分断面図である。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。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。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の表面を入口面１Ｂ（図１１参照）とし、液体ＬＬが貫通孔６から流出する側のメッシュ部１の表面を出口面１Ａ（図１１参照）とすると、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。

なお、図１０および後述する図１４では、メッシュ部１の中央部２と周縁部３の一部とに形成された一部の貫通孔６が、代表的に図示されている。つまり、これらの図において貫通孔６が図示されていないメッシュ部１の部位においても、貫通孔６（大面積孔６Ａまたは小面積孔６Ｂ）が形成されており、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。また、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。

複数の貫通孔６は、相対的に断面積の大きい大面積孔６Ａと、相対的に断面積の小さい小面積孔６Ｂと、を含む。メッシュ部１には意図的に、互いに断面形状の異なる複数の貫通孔６が形成されている。メッシュ部１の一定範囲毎に異なる断面形状の貫通孔６が形成されており、メッシュ部１の径方向に沿って貫通孔６の断面形状が異なっている。ここでいう貫通孔６の断面形状とは、貫通孔６の中心に沿ってメッシュ部１を厚み方向に切断した断面に現れる当該貫通孔６の形状を意味し、貫通孔６の断面積とは、貫通孔６の中心に沿ってメッシュ部１を厚み方向に切断した断面に現れる当該貫通孔６の断面の面積を意味する。

図１０および図１１に示す例では、メッシュ部１の中央部２に大面積孔６Ａが形成され、メッシュ部１の周縁部３に小面積孔６Ｂが形成されている。メッシュ部１の周縁部３から中央部２に向けて貫通孔６の断面形状が変化し、メッシュ部１の周縁部３から中央部２に向けて段階的に貫通孔６の断面積が大きくなるように、貫通孔６は形成されている。

図１１に示す断面は、大面積孔６Ａの中心と小面積孔６Ｂの中心とを通る面であって、図１１に示すように、この断面に現れる大面積孔６Ａの断面積は小面積孔６Ｂの断面積よりも大きい。一方、出口面１Ａに開口する大面積孔６Ａの径Ｄ１と、出口面１Ａに開口する小面積孔６Ｂの径Ｄ２との径は等しい。すなわち、径Ｄ１，Ｄ２には、Ｄ１＝Ｄ２の関係が成立する。大面積孔６Ａと小面積孔６Ｂとは、出口面１Ａに開口する開口の径が等しいものの、断面形状が異なるために断面積が異なり、その結果、大面積孔６Ａの断面積は小面積孔６Ｂの断面積よりも大きくなっている。

図１０に示す一例のメッシュ部１では、中央部２は大面積孔６Ａが形成される範囲を示し、周縁部３は小面積孔６Ｂが形成される範囲を示す。中央部２と周縁部３との境界は、メッシュ部１の径方向の任意の位置において、所望の径を有する液体ＬＬの噴霧粒子を必要な量発生できるように、最適に設定される。

図１１に示す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。大面積孔６Ａと小面積孔６Ｂとは、出口面１Ａ近傍の直管状部分がメッシュ部１の厚み方向において延びる長さにおいて相違する。小面積孔６Ｂの直管状部分は、メッシュ部１の厚み方向の長さが相対的に長く、大面積孔６Ａの直管状部分は、メッシュ部１の厚み方向の長さが相対的に短い。大面積孔６Ａと小面積孔６Ｂとは、直管状部分よりも入口面１Ｂ側において、同一の曲率で湾曲する曲面形状の内壁面を有している。入口面１Ｂに開口する大面積孔６Ａの開口径が入口面１Ｂに開口する小面積孔６Ｂの開口径よりも大きくなり、その結果、大面積孔６Ａの面積は小面積孔６Ｂの面積よりも大きくなっている。

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。たとえば、大面積孔６Ａと小面積孔６Ｂとを円錐状に形成し、出口面１Ａにおける大面積孔６Ａの径Ｄ１と小面積孔６Ｂの径Ｄ２とを等しくするとともに、大面積孔６Ａのテーパ角度を小面積孔６Ｂのテーパ角度よりも大きくすることで、大面積孔６Ａの断面積を小面積孔６Ｂの断面積よりも大きくしてもよい。

図１２は、メッシュ部１の貫通孔６を通過させて液体ＬＬを霧化し噴出する動作を示す断面模式図である。ホーン振動子４０は、図１２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。以下の説明において、噴霧粒子の径が具体的な数値として示されるが、この数値は、液体噴霧装置１００で発生する噴霧粒子の分布におけるピーク値を示すものである。つまり、実際に液体噴霧装置１００から発生する噴霧粒子の粒子径は分布しており、以下に示す直径の噴霧粒子が最も多く発生するものの、具体的に示された粒子径を有する噴霧粒子のみが液体噴霧装置１００から発生するのではないことに留意されたい。

図１２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の表面との間に供給された液体ＬＬが貫通孔６から押し出され、微細な霧状の液体の粒子が発生する。大面積孔６Ａから噴出する液体粒子ＬＰ１は、大面積孔６Ａの径Ｄ１（図１１参照）よりも大きい直径を有する。小面積孔６Ｂから噴出する液体粒子ＬＰ２は、小面積孔６Ｂの径Ｄ２（図１１参照）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。

大面積孔６Ａの容積が小面積孔６Ｂよりも大きいので、大面積孔６Ａの内部には、小面積孔６Ｂと比較して、より多くの量の液体ＬＬが貯留され得る。ホーン振動子４０の振動に伴って大面積孔６Ａから押し出され噴出する液体ＬＬの量は、小面積孔６Ｂから押し出され噴出する液体ＬＬの量と比較して、より多くなる。そのため、大面積孔６Ａから噴出する液体粒子ＬＰ１の直径は、小面積孔６Ｂから噴出する液体粒子ＬＰ２の直径よりも大きくなる。

多様な断面積の貫通孔６が形成されているメッシュ部１では、発生する粒子径の分布幅が広がっており、霧化粒子径の異なる噴霧粒子、すなわち液体粒子ＬＰ１，ＬＰ２を同時に発生することができる。一枚のメッシュ部１から異なる粒子径の液体の噴霧粒子を発生させることができるので、このメッシュ部１を使用した液体噴霧装置１００では、患者の体内の異なった部位に同時に薬液を到達させることが可能になる。

たとえば、鼻または咽喉に薬液を沈着させるためには１０μｍ以上の粒子径が必要であり、上気道に薬液を沈着させるためには５〜１０μｍの粒子径が必要であり、気管支に薬液を沈着させるためには３〜５μｍの粒子径が必要であり、肺胞に薬液を沈着させるためには１μｍ以下の粒子径が必要である。治療すべき患部に薬液が沈着し易いように、貫通孔６の断面形状を任意に調整することで、患部の治療に適した粒子径の薬液ミストを発生させることができる。たとえば、大面積孔６Ａから噴出される液体粒子ＬＰ１の直径が１０μｍであり、小面積孔６Ｂから噴出される液体粒子ＬＰ２の直径が３μｍであるように、貫通孔６の断面形状を調整してもよい。またたとえば、液体粒子ＬＰ１の直径を５μｍとし、液体粒子ＬＰ２の直径を３μｍとするように、貫通孔６の断面形状を調整してもよい。

液体粒子ＬＰ１，ＬＰ２の径を最適に管理するためには、大面積孔６Ａおよび小面積孔６Ｂの断面形状を高精度に管理してメッシュ部１を作製する必要がある。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の断面形状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、任意の断面形状の大面積孔６Ａおよび小面積孔６Ｂの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。

図１３は、変形例のメッシュ部１の構成の概略を示す部分断面図である。図１３に示す変形例では、メッシュ部１の中央部２に小面積孔６Ｂが形成され、メッシュ部１の周縁部３に大面積孔６Ａが形成されている点で、図１０に示す例と異なっている。メッシュ部１に形成される大面積孔６Ａと小面積孔６Ｂとの配置は任意であり、図１０に示す配置としても、図１３に示す中央部２に小面積孔６Ｂを形成し周縁部３に大面積孔６Ａを形成する配置とし、メッシュ部１の中央部２から周縁部３に向けて段階的に貫通孔６の断面積を大きくする構成としてもよい。図１０，１３のいずれの場合でも、一枚のメッシュ部１から霧化粒子径の異なる噴霧粒子を同時に発生できるという上述した効果を、同様に得ることができる。

以上説明した実施の形態１では、メッシュ部１に互いに断面形状の異なる大面積孔６Ａと小面積孔６Ｂとが形成されており、メッシュ部１を厚み方向に貫通する貫通孔６が相互に異なる二種類の断面積を有する例について説明した。この例に限られず、貫通孔６は三種類以上の断面積を有してもよい。たとえば、大面積孔６Ａと小面積孔６Ｂとに加えて、大面積孔６Ａよりもさらに断面積の大きい貫通孔６、大面積孔６Ａと小面積孔６Ｂとの中間の断面積の貫通孔６、または、小面積孔６Ｂよりもさらに断面積の小さい貫通孔６が、メッシュ部１に形成されてもよい。貫通孔６が多数の異なる断面形状を有する場合、図１０および図１３に示すメッシュ部１の径方向に段階的に貫通孔６の断面形状を変化させる構成に替えて、メッシュ部１の中央部２と周縁部３との一方から他方に向けて漸次貫通孔６の断面形状を変化させることも可能である。

［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。図１５は、図１４中のＸＶ−ＸＶ線に沿うメッシュ部１の部分断面図である。図１６は、図１４中のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿うメッシュ部１の部分断面図である。実施の形態２のメッシュ部１は、メッシュ部１の全体に亘って断面形状の異なる貫通孔６が分散しており、メッシュ部１の全体に亘って大面積孔６Ａと小面積孔６Ｂとが分散して形成されている点で、実施の形態１と異なっている。実施の形態２のメッシュ部１では、図１５に示すように、メッシュ部１の中央部２に大面積孔６Ａと小面積孔６Ｂとの両方が形成されており、図１６に示すように、メッシュ部１の周縁部３にも大面積孔６Ａと小面積孔６Ｂとの両方が形成されている。

実施の形態２のように、メッシュ部１の全体に大面積孔６Ａと小面積孔６Ｂとの両方を形成し、小面積孔６Ｂに囲まれる大面積孔６Ａを形成しても、実施の形態１において説明した霧化粒子径の異なる噴霧粒子を同時に発生できる効果を、同様に得ることができる。大面積孔６Ａと小面積孔６Ｂとの配置は任意であって、たとえば、貫通孔６が過剰に密集して形成され局所的にメッシュ部１の強度が低下することを回避できることを考慮して、任意の位置に大面積孔６Ａと小面積孔６Ｂとを形成してもよい。

また実施の形態２のメッシュ部１では、メッシュ部１の一定範囲毎に貫通孔６の疎密を変化させており、メッシュ部１の中央部２において貫通孔６が疎に形成され、メッシュ部１の周縁部３において貫通孔６が密に形成されている。液体の噴霧粒子は、上述した通り、ホーン振動子４０の超音波振動によって発生する。そのため、噴霧粒子はメッシュ部１の中央部２においてより発生し易く、メッシュ部１の周縁部３では相対的に噴霧粒子が発生しにくいと考えられる。

そこで、メッシュ部１に形成される貫通孔６の密度を意図的に分布させ、典型的には噴霧粒子の発生しやすい中央部２において貫通孔６を相対的に疎に形成し、噴霧粒子の発生しにくい周縁部３において貫通孔６を相対的に密に形成する。これにより、メッシュ部１の全面において、より均一に液体の噴霧粒子を発生させることができる。したがって、液体噴霧装置１００を用いて、液体の噴霧粒子をより多量にかつ安定して発生させることが可能になる。中央部２と周縁部３との境界において貫通孔６の密度の分布を変化させる構成のほか、メッシュ部１の中心から外周へ漸次貫通孔６の密度を増加させてもよく、メッシュ部１の中心から外周へ段階的に貫通孔６の密度を増加させてもよい。

以上説明した実施の形態２では、メッシュ部１の径方向に貫通孔６の疎密を異ならせ、メッシュ部１の中央部２から周縁部３に向けて貫通孔６の密度を大きくする例について説明した。この例に限られず、メッシュ部１の周縁部３から中央部２に向けて漸次または段階的に貫通孔６の密度を大きくし、メッシュ部１の中央部２において貫通孔６を密に形成し、メッシュ部１の周縁部３において貫通孔６を疎に形成してもよい。メッシュ部１に形成される貫通孔６の疎密は、噴霧粒子の所望の粒子径に対応して、任意に設計することが可能である。また、メッシュ部１を厚み方向に貫通する貫通孔６が、相互に異なる二つの断面積を有する大面積孔６Ａおよび小面積孔６Ｂを含む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。つまり、メッシュ部１には、所望の粒子径に対応する三つ以上の異なる断面積を有する貫通孔６が形成されてもよい。

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。

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。

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、６Ａ 大面積孔、６Ｂ 小面積孔、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 (11)

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、
   前記メッシュ部には、互いに断面形状の異なる複数の前記貫通孔が形成されている、液体噴霧装置。
2. 前記メッシュ部の一定範囲毎に前記貫通孔の断面形状を異ならせた、請求項１に記載の液体噴霧装置。
3. 前記メッシュ部の径方向に前記貫通孔の断面形状を異ならせた、請求項２に記載の液体噴霧装置。
4. 前記メッシュ部の中央部と周縁部との一方から他方に向けて漸次または段階的に前記貫通孔の断面形状を変化させた、請求項３に記載の液体噴霧装置。
5. 前記貫通孔は、相対的に断面積の大きい大面積孔と相対的に断面積の小さい小面積孔とを含み、
   前記大面積孔と前記小面積孔との一方が前記メッシュ部の中央部に形成され、他方が前記メッシュ部の周縁部に形成される、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. 前記メッシュ部の全体に亘って断面形状の異なる前記貫通孔を分散させた、請求項１に記載の液体噴霧装置。
7. 前記貫通孔は、相対的に断面積の大きい大面積孔と相対的に断面積の小さい小面積孔とを含み、
   前記メッシュ部の全体に亘って前記大面積孔と前記小面積孔とが分散して形成されている、請求項１または請求項６に記載の液体噴霧装置。
8. 前記メッシュ部の一定範囲毎に前記貫通孔の疎密を変化させた、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。
9. 前記貫通孔は、前記メッシュ部の中央部において疎に形成され、前記メッシュ部の周縁部において密に形成される、請求項８に記載の液体噴霧装置。
10. 前記貫通孔は、前記メッシュ部の中央部において密に形成され、前記メッシュ部の周縁部において疎に形成される、請求項８に記載の液体噴霧装置。
11. 前記メッシュ部は樹脂製である、請求項１から請求項１０のいずれかに記載の液体噴霧装置。

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