JP2017502744A - 液滴装置において使用するアセンブリ - Google Patents

Abstract

液滴装置で使用するアセンブリは、振動素子（２０１）と、開孔プレート（２０５）と、振動プラットフォーム（２０３）とを含む。振動プラットフォームは、振動素子から開孔プレートに振動を伝達するために、振動素子と開孔プレートとの間に位置付けされる。振動プラットフォーム（２０３）は、開孔プレート（２０５）が、振動プラットフォームに形成されたキャビティ（２０２）内に配置されるように構成される。

Description

本発明は、液滴を生成する液滴装置で使用するための、例えば超音波メッシュ噴霧式ネブライザ(nebulizer)装置で使用するためのアセンブリ、具体的には、メッシュ状サブアセンブリ等のアセンブリに関する。

エアロゾル発生器が、微小液滴を生成するために様々な産業で使用されている。例えば、ネブライザによって、例えば吸入について、液滴の形態の医薬品を送達する。
人間に適用され、ばね駆動装置を含むような多くの既知のネブライザの設計が存在している。最近の多くの研究は、電動式ネブライザ、例えば医薬品を含む液体内にガスを圧送するジェット式ネブライザ（アトマイザとも呼ばれる）、圧電素子によって液体のカラムを振動させて吸入薬ミストを生成する超音波式ネブライザ、及び開孔(aperture)プレートが液体容器の表面に対して振動する又は開孔プレートに直接的に供給される液体の供給源を有するメッシュ振動式技術の使用を対象としている。開孔プレートは、多数の微小な開口部又はマイクロノズルを有するような、メッシュ、スクリーン、薄膜、機械加工された金属プレート、ポリマー等を含んでもよい。開孔プレートを（通常は、圧電素子によって）振動させると、微小液滴が分配される。

このタイプのネブライザは、（上述したようなスクリーン、メッシュ、薄膜、機械加工された金属板、ポリマー等の）開孔プレートを（圧電素子等の）振動源に結合し、大抵の場合、リングの形態のメッシュ状サブアセンブリを含む。
以前のリング形式メッシュ噴霧システムは、表面の島状部と、取付けプレートから突出する三次元構造体とによって、又はメッシュが振動構造体に恒久的に取り付けられた単一構造体とによって説明される。このタイプのリング形式メッシュ噴霧構成は、島状部の外面又は上部に取り付けられたメッシュを含んで形成される。

図１は、非限定的な例として接着剤１０７を用いて開孔プレート１０５を振動プラットフォーム１０３に結合するメッシュ状サブアセンブリを示す。振動プラットフォーム１０３によって、開孔プレート１０５を（圧電リング素子等の）振動素子１０１に結合する。振動プラットフォーム１０３は、振動素子１０１から受け取った振動を開孔プレート１０５に伝達するように機能する。矢印は、使用中のスプレーの方向が、開孔プレート１０５に加えられた液体の対応する方向に基づくことを示す。使用中に、振動素子１０１の半径方向内向きの収縮によって、傾斜構造の角度又は勾配をより小さくし、すなわち振動素子１０１が置かれる平面に対してより直交させ、こうして開孔プレート１０５を前方向に、すなわち図中のページの下方に向かう、又は図１に矢印で示されるようにスプレーの方向に移動させる。
図１から理解されるように、このような構成では、開孔プレート１０５は、アセンブリから突出する。これは、追加のスペースを必要とするという不利点を有する。また、開孔プレート１０５は、不意に脱落又は外れ易い。

本発明の目的は、上述した不利点の少なくとも１つ又は複数を取り除く又は低減する装置又は方法を提供することである。

本発明の第１の態様によれば、液滴装置において使用するアセンブリが提供される。アセンブリは、振動素子と、開孔プレートと、振動プラットフォームとを含む。振動プラットフォームは、振動素子から開孔プレートに振動を伝達するために、振動素子と開孔プレートとの間に位置付けされる。振動プラットフォームは、振動プラットフォームに形成されたキャビティ内に開孔プレートを配置するように構成される。
これは、開孔プレートが振動プラットフォームから偶発的に外れるのを防止するという利点を有する。この構造は、アセンブリの全体の高さを低減するという利点を有する。

既知のサブアセンブリを示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。

本発明の実施例をより良く理解するために、及び実施例を有効に実施することができる方法をより明確に示すために、参照を、単なる例として、以下の図面について行う。
予備的に、本発明の意味合いでは、用語「振動素子」又は「振動プラットフォーム」は、それぞれ、振動するように構成される素子及びプラットフォームとして等しく指示され、又は解釈されることを明らかに理解するべきである。さらに、本発明の意味合いでは、プラットフォームのこの要素に関連する振動は、使用中にのみ発生することは明らかである。

図２は、本発明の実施形態に係る液滴装置において使用するアセンブリの断面図及び平面図を示す。
アセンブリは、振動素子２０１と、開孔プレート２０５と、振動プラットフォーム２０３とを含む。振動プラットフォーム２０３は、振動素子２０１から開孔プレート２０５に振動を伝達するために、振動素子２０１と開孔プレート２０５との間に位置付けされる。振動プラットフォーム２０３は、振動プラットフォーム２０３に形成されたキャビティ２０２内に開孔プレート２０５を配置するように構成される。
図２の実施例では、振動素子２０１は、環状の振動素子、例えば圧電リングとして知られている環状の圧電素子の形態をとり、ここで使用中に、環状の圧電素子は、その作動時に半径方向に伸縮可能である、すなわち半径方向に振動する。環状の圧電素子は、軸線方向にも振動する。

開孔プレート２０５は、多数の微小な開口部又はマイクロノズルを有するような、例えばメッシュ、スクリーン、薄膜、（例えば、電鋳及びレーザアブレーションを含む）機械加工された金属プレート、ポリマー等を含んでもよい。図示されるように、例えば、開孔プレート２０５は、平坦であってもよく、又はドーム形状であってもよい。
図２の実施形態は、（振動プラットフォーム２０３によって形成されたキャビティ２０２内にその開孔プレートを配置する方法によって）開孔プレート２０５が振動プラットフォームから偶発的に外れるのを防止するという利点を有する。

図２の実施例では、そのキャビティ２０２内に配置された開孔プレート２０５を有する振動プラットフォーム２０３は、（第１の環状部２０３ａと第２の環状部２０３ｂとを結合する）振動プラットフォームの側壁２０３ｃが、環状の振動素子２０１内の開口部を通って少なくとも部分的に突出するように構成される。これは、アセンブリの全体の高さを低減するという更なる利点を有する。
従って、図２のアセンブリは、図１の構造に比べて、この実施例では、振動プラットフォーム２０３が、スプレーの方向に対応する側で振動素子２０１に取り付けられるという点で、逆転され効果的なものになる。そのような実施例では、図１で必要とされる半径方向内向きの収縮ではなく、開孔プレートの（本明細書では、「前方向」と呼ぶ）スプレーの方向の移動は、振動素子の半径方向外向きの拡張によって生じる。

必要に応じて、例えば、液体の方向及びスプレーの方向を図２に示したものと反対にするように、液体を開孔プレートに加える方向を変更することにより、スプレーの向きを、図２の方向と逆転させることができることに留意されたい。このような実施形態では、開孔プレート２０５の「前方向」の移動は、図１と同様に、振動素子２０１が半径方向内向きに収縮することによって得られる。
図２では、振動プラットフォームの第１の環状部２０３ａを、振動素子２０１の環状部に固定して結合することができ、第２の環状部２０３ｂを、開孔プレート２０５に固定して結合することができる。

例えば、接着剤２０７を用いて、開孔プレート２０５を振動プラットフォーム２０３に結合してもよく、接着剤（図示せず）を用いて、振動プラットフォームの第１の部分２０３ａを振動素子２０１に固定して結合してもよい。
本発明の実施形態は、「前方向」とも呼ばれる「Ａ」方向に振動させるために、半径方向内向きの移動に依存してメッシュに圧縮力を提供する従来のメッシュリング形式噴霧発生器とは対照的に、環状の圧電素子が半径方向外向きに拡張するときに、開孔プレート部材２０５を方向「Ａ」に振動させるのを可能にする。前方向の動作によって、流体を裏面からマイクロノズルに、スプレーのような表面に送ることが可能になる。従って、本発明の実施形態は、従来の装置と比較して、逆方向に効果的に動作することができる、すなわち、環状の圧電素子の収縮ではなく半径方向の拡張によって、開孔プレート２０５の方向「Ａ」の前方向の運動を生じさせる。これは、高出力速度のエアロゾルを送達するために電力が少なくて良いという利点を有する。

本発明の実施形態によって規定される内側円錐又はキャビティが、開孔プレート２０５の偶発的な脱落を防止するための障壁、例えば開孔プレートを振動プラットフォーム２０３に貼付ける接着剤から開孔プレートが不意に外れることを防止する構造手段を提供する。
振動プラットフォーム２０３は、振動素子の半径方向の運動に応答して、振動プラットフォームの更なる移動を可能にする少なくとも１つの可撓性継手（例えば、製造中に、応力を受けていない継手）を含んでもよい。これによって、より多くの電力が加えられたときに、スピーカーと同様に、更なる移動（振幅）が可能になる。こうして、可撓性継手を有することによって、圧電素子に印加される所定の電力についてより大きな振幅の移動を得ることが可能になる。これは、必ずしも圧電素子に印加される電力を増加させることなく、動きの振幅を大きくすることができるという利点を有し、圧電素子の破損を防止することに加えて、省電力の利点を有することができる。

リング形式圧電振動子の半径方向外向きの運動で拡張するような内向きに対向する構造に関する幾何学的形状は、振動素子の半径方向の移動に応答して、開孔プレートを移動させ、且つ内向きに対向する構造によって形成されるキャビティ内の開孔プレートも保護することができるという利点を提供する。
一実施形態によれば、振動プラットフォームは、振動素子に結合するための第１面と、開孔プレートに結合するための第２面とを有し、第１面のレベル(plane)は、第１及び第２面を結合する側壁によって、第２面のレベルから離れている。
側壁は、キャビティを規定する。開孔プレートは、キャビティに内向きに対向している第２面の側で、キャビティ内に配置される。

本発明の実施形態は、ネブライザ又はアトマイザ等の呼吸器系の薬物送達装置のあらゆる形態に適用することができる。その適用は、例えば、呼吸器ケア又は睡眠補助機器を含み、鼻カニューレ又はマスクを介した家庭で行われる加湿の送達のためのネブライザも含む。
本発明の実施形態を使用して、液体薬物送達ネブライザシステム、又は重篤な人への換気又は在宅での換気或いは酸素を介したスリープ又は鼻カニューレの加湿システムの一部として在宅医療ケアソリューションの取組みを支援することができる。

本発明の実施形態は、メッシュ状サブアセンブリが、圧電リングアセンブリと同等又はそれより低い位置にある、改良された超音波メッシュ式エアロゾル噴霧器を提供する。
なお、上述した実施形態のいずれかにおいて、開孔プレートは、本明細書で説明した例えば平坦な形状又はドーム形状に加えて、他の形状又は形態をとることができることに留意されたい。

一実施形態によれば、液滴装置において使用するアセンブリが提供される。アセンブリは、振動素子と、開孔プレートと、振動素子及び開孔プレートを結合するための振動プラットフォームとを含む。振動プラットフォームは、振動プラットフォームによって形成された円錐構造内に開孔プレートを配置するように構成される。
別の実施形態によれば、液滴装置において使用するアセンブリが提供される。アセンブリは、振動素子と、開孔プレートと、振動素子及び開孔プレートを結合するための振動プラットフォームとを含む。振動プラットフォームは、振動プラットフォームによって形成された円錐構造内に開孔プレートを位置付けするような、反転した構造で形成される。

振動プラットフォームの側壁は、振動素子の平面に対して傾斜させてもよく、振動素子の半径方向外向きの拡張によって、振動プラットフォームの側壁を振動素子の平面に対してより垂直となるようにさせ、それによって開孔プレートを前方向に移動させる。
振動プラットフォームは、形状が円形でもよく、振動素子に結合するための第１の面と、開孔プレートに結合するための第２面とを含み、第１面のレベルは、第１及び第２面を結合する側壁によって、第２面のレベルから離れている。
開孔プレートは、キャビティに内向きに対向している第２面の側で、キャビティ内に配置してもよい。

側壁は、振動素子の平面に対して傾斜してもよい。このような実施形態では、側壁の角度は、振動素子の平面における振動素子の半径方向の伸縮によって調整される。
振動プラットフォームは、製造中に応力を受けていない継手を含んでもよく、この継手によって、振動素子の半径方向の移動に応答して、振動プラットフォームの更なる移動が可能になる。
実施例は、環状の振動子２０１の直径を振動プラットフォーム２０３の第１の環状部２０３ａの直径よりも大きく示しているが、環状の振動素子２０１の直径は、添付の特許請求の範囲に規定される本発明の範囲から逸脱することなく、振動プラットフォーム２０３の第１の環状部２０３ａの直径より小さい、又は等しくてもよいことに留意されたい。

なお、上述した実施形態は、本発明を例示するものであり、本発明を限定するものではなく、当業者は、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、多くの代替実施形態を設計できるであろうことに留意すべきである。単語「備える、有する、含む(comprising)」は、請求項に記載されたもの以外の要素又はステップの存在を排除するものではなく、「１つの(a, an)」は、複数を除外するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットは、請求項に記載されるいくつかのユニットの機能を充足することができる。特許請求の範囲における如何なる参照符号も、その特許請求の範囲を限定するように解釈すべきではない。

図１は、非限定的な例として接着剤１０７を用いて開孔プレート１０５を振動プラットフォーム１０３に結合するメッシュ状サブアセンブリを示す。振動プラットフォーム１０３によって、開孔プレート１０５を（圧電リング素子等の）振動素子１０１に結合する。振動プラットフォーム１０３は、振動素子１０１から受け取った振動を開孔プレート１０５に伝達するように機能する。矢印は、使用中のスプレーの方向が、開孔プレート１０５に加えられた液体の対応する方向に基づくことを示す。使用中に、振動素子１０１の半径方向内向きの収縮によって、傾斜構造の角度又は勾配をより小さくし、すなわち振動素子１０１が置かれる平面に対してより直交させ、こうして開孔プレート１０５を前方向に、すなわち図中のページの下方に向かう、又は図１に矢印で示されるようにスプレーの方向に移動させる。
図１から理解されるように、このような構成では、開孔プレート１０５は、アセンブリから突出する。これは、追加のスペースを必要とするという不利点を有する。また、開孔プレート１０５は、不意に脱落又は外れ易い。
特許出願（DE202012105055）は、振動プラットフォームを含むメッシュアセンブリを開示しており、振動プラットフォームは、振動素子に接続された第１の環状部と、メッシュに接続された第２の環状部とを有しており、ここで、メッシュは、第２の環状部によって規定されたキャビティ内に置かれる。

Claims (13)

1. 液滴装置において使用するアセンブリであって、当該アセンブリは、
   振動素子と、
   開孔プレートと、
   振動プラットフォームと、を備え、
   該振動プラットフォームは、前記振動素子から前記開孔プレートに振動を伝達するために、前記振動素子と前記開孔プレートとの間に位置付けされ、前記振動プラットフォームは、該振動プラットフォームに形成されたキャビティ内に前記開孔プレートを配置するように構成される、
   アセンブリ。
2. 前記振動素子は、環状の圧電素子を含み、使用中に、該環状の圧電素子は、その作動時に半径方向に伸縮可能である、
   請求項１に記載のアセンブリ。
3. 前記振動プラットフォームは、
   前記振動素子に結合するための第１の環状部と、
   前記開孔プレートに結合するための第２の環状部と、
   側壁と、を含み、
   第１の環状部は、第１面にあり、第２の環状部は、第２面にあり、第２面は、第１面とは離れており且つ第１面に略平行であり、且つ前記振動素子が置かれる平面に対応する第３面とは離れており且つ第３面に略平行であり、
   前記側壁は、前記キャビティを規定するために、第１の環状部と第２の環状部との間に結合される、
   請求項１又は２に記載のアセンブリ。
4. 前記振動プラットフォームの前記側壁は、前記振動プラットフォームの第１及び第２面に対して傾斜しており、且つ使用中の半径方向外向きの前記振動素子の拡張によって、前記振動プラットフォームの前記側壁を前記振動素子の第１及び第２面に対して直角未満となるようにし、それによって使用中に前記開孔プレートをスプレーの方向に対応する方向に移動させる、
   請求項３に記載のアセンブリ。
5. 前記振動プラットフォームの第１の環状部は、前記振動素子の環状部に固定して結合され、及び第２の環状部は、前記開孔プレートに固定して結合される、
   請求項３又は４に記載のアセンブリ。
6. 前記振動プラットフォームは、前記振動プラットフォームの前記側壁が、前記振動素子の開孔を通過するように構成される、
   請求項３乃至５のいずれか一項に記載のアセンブリ。
7. 前記開孔プレートは、該開孔プレートが、前記キャビティに対して内向きに対向する第２の環状部の側に結合されるように、前記キャビティ内に配置される、
   請求項５又は６に記載のアセンブリ。
8. 前記振動プラットフォームは、前記開孔プレートが、前記振動プラットフォームによって形成された円錐構造を含むキャビティ内に位置付けされるように構成される、
   請求項１乃至７のいずれか一項に記載のアセンブリ。
9. 前記振動プラットフォームは、反転構造から形成され、それによって前記開孔プレートは、前記振動プラットフォームによって形成された円錐構造内に位置付けされる、
   請求項１乃至７のいずれか一項に記載のアセンブリ。
10. 前記振動素子の第１の環状部は、使用中に、流体の流れ方向に対応する側で環状の圧電素子に固定され、
    側壁及び前記振動素子の第２の環状部は、前記流れ方向と反対方向に前記環状の圧電素子の開孔内に少なくとも突出する、
    請求項３乃至９のいずれか一項に記載のアセンブリ。
11. 前記振動プラットフォームは、製造中に応力を受けておらず、使用中に、前記振動素子の半径方向の移動に応答して、前記振動プラットフォームの更なる移動を可能にするような継手を含む、
    請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のアセンブリ。
12. 前記振動プラットフォームは、少なくとも１つの可撓性継手を含む、
    請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のアセンブリ。
13. 前記振動プラットフォームは、第１の環状部と、第２の環状部と、側壁との間の１つ又は複数の交差部が湾曲するように構成される、
    請求項３乃至１２のいずれか一項に記載のアセンブリ。

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