JP2024517928A - 吸入器用噴霧装置 - Google Patents

Abstract

本開示は、吸入器（１００）用噴霧装置（２）に関する。前記噴霧装置（２）は、流体（１１０）が供給される流体側（７）と、前記流体が噴霧される噴霧側（９）と、を有するアパーチャプレート（６）を備え、前記アパーチャプレート（６）は、単一の材料からなる単一層（５）を備え、複数の凹部（１０）が前記単一層（５）において形成されており、前記凹部（１０）は、前記流体側（７）に面している開口（１１）と、前記噴霧側（９）に面している底（１２）と、を各々有しており、複数のアパーチャ（２０）が前記凹部（２０）の各々の前記底（１２）において形成されている。

Description

本開示は、吸入器用噴霧装置、特にそのアパーチャプレートに関する。本開示は、また、そうしたアパーチャプレートの製造方法にも関する。

特許文献１には、単一の材料（特にステンレス鋼）からなる単一層からアパーチャプレートを製造するための方法が記載されている。係る方法では、各々が単一層を貫通している複数のアパーチャがレーザ穿孔によって形成される。例えば、３つのレーザ穿孔段階が、各々のアパーチャを形成するために使用され、レーザのフルエンスは、第１のレーザ穿孔段階から第３のレーザ穿孔段階に至るまで減少する。この文脈では、フルエンスは、ある放射線又は粒子流のフラックスの時間積分として定義される。特に、（１つの）レーザパルスのフルエンスＦは、単位面積当たりに送達される光エネルギーである。その最も一般的な単位は、Ｊ／ｃｍ^２である。このプロセスにより、各アパーチャの断面積がアパーチャプレートの流体（液体）側からアパーチャプレートの噴霧側に至るまで減少し、ゆえに、テーパ状の穴が形成される。

この方法は、十分にうまく機能するが、いくつかの欠点がある。
始めに、既知の方法は、短パルスレーザ（ナノ秒レーザ等）として具体化される。結果として、バリがアパーチャプレートの流体側におけるアパーチャの開口のまわりに形成され、仕上げ工程（例えば、特許文献２において説明される電気研磨等）を必要とする。そうした仕上げ工程は、しかしながら、アパーチャプレートの流体側におけるアパーチャの開口を拡大する傾向があり、場合によってはアパーチャの他のパラメータ（特に、レーザ穿孔プロセスの最後の（例えば、第３の）段階において形成されるいわゆる「ノズル部分（ｎｏｚｚｌｅ ｐｏｒｔｉｏｎ）」のパラメータ）を変更する場合がある。開口の拡大及びパラメータの変更は、制御が困難である。したがって、開口の直径がアパーチャ毎に異なり、アパーチャプレートの再現性に関して問題を提起する場合がある。

加えて、工程内監視では、アパーチャの実際の特性（レーザ穿孔段階の各々の長さ及び直径）に関して限られた結論しか得られない。
一例では、非特許文献１においてより詳細に説明されるように、光透過検査が使用される場合がある。光透過検査では、光源がアパーチャプレートの片側（例えば、流体側）の方に向けられ、反対側（例えば、噴霧側）において、ＣＣＤカメラがアパーチャを通過する光を捕捉する。しかし、光の透過は、３つ全てのレーザ穿孔段階のパラメータに依存するので、レーザ穿孔段階の各々の実際の特性（長さ及び直径を含むがこれらに限定されない幾何学的形状）について結論を出すことは不可能である。より詳細には、ノズル部分の特定の幾何学的形状についての結論を出すことはできない場合がある。

アパーチャの特性、特に「ノズル部分（ｎｏｚｚｌｅ ｐｏｒｔｉｏｎ）」の出口開口の直径は、吸入器によって生成されるエアロゾルの質量中央径（Ｍａｓｓ Ｍｅｄｉａｎ Ｄｉａｍｅｔｅｒ：ＭＭＤ、μｍ単位）及び幾何標準偏差（Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｄｅｖｉａｔｉｏｎ：ＧＳＤ）に多大な影響を与え、したがって肺沈着に多大な影響を与える。さらにまた、吸入器の総出力速度（Ｔｏｔａｌ Ｏｕｔｐｕｔ Ｒａｔｅ：ＴＯＲ、μｇ／ｍｉｎ単位）は、アパーチャの特性（特にノズル部分の長さ及び直径）の影響を受け、結果として治療の期間（単回投与／吸入レジメン）が影響を受ける。

アパーチャプレートの正確な特性を決定するために、アパーチャプレートの研磨された切断画像が生成されなければならず、それによってアパーチャプレートが破壊される。続いて、アパーチャは、走査電子顕微鏡を使用することによって測定されなければならず、それは時間と費用がかかる。ゆえに、該方法は、工程内制御に適していない。

欧州特許第２７１７９５１号明細書 欧州特許第１４２９８８８号明細書

Ｒｏｓｓ Ｈ．Ｍ． Ｈａｔｌｅｙ， Ｌｕｃｙ Ｅ．Ａ． Ｈａｒｄａｋｅｒ， Ｊｏｓｅｐｈ Ｚａｒｉｎｓ－Ｔｕｔｔ， Ｆｉｌｉｐｐｏ Ｑｕａｄｒｅｌｌｉ， Ｂｒｅｎｄａｎ Ｈｏｇａｎ， Ｒｏｎａｎ Ｍａｃ Ｌｏｕｇｈｌｉｎ， Ｊｏｈｎ Ｎ． Ｐｒｉｔｃｈａｒｄ，"Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｎｅｂｕｌｉｚｅｒ Ｍｅｓｈｅｓ"，Ｒｅｓｐｉｒａｔｏｒｙ Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ ２０１６

上記を考慮して、上記の欠点のうちの１つ以上に取り組むことが可能である吸入器用噴霧装置（特にそのアパーチャプレート）と、そうしたアパーチャプレートの製造方法とを提供することが目的であった。

１つの目的は、吸入器用噴霧装置（特にそのアパーチャプレート）と、そうしたアパーチャプレートの製造方法とを提供することであり、それにより、アパーチャの特性（さらにより詳細にはノズル部分の特性）を決定する、好ましくはそれを測定することがより容易に可能になった。好ましい形態では、これは、工程内監視として、及び／又はアパーチャプレートを破壊する必要なく、可能であるものである。

別の目的は、吸入器用噴霧装置（特にそのアパーチャプレート）と、そうしたアパーチャプレートの製造方法とを提供することであり、それにより、製造精度及び／若しくは製造の容易さが改善され、並びに／又は製造コストが低減された。

しかし、構造的安定性及び／又はその振動特性に関する既知の吸入器用噴霧装置（特にそのアパーチャプレート）の利点は維持されるものである。

本開示の一態様によって、吸入器用噴霧装置が提案される。噴霧装置は、流体（液体）が供給可能である流体側（第１の側又は液体側）と、例えば、アパーチャプレート及び／又は流体の振動時に流体（液体）が噴霧される噴霧側（第２の側又はエアロゾル側）とを有するアパーチャプレートを備える。

アパーチャプレートは、単一の材料からなる単一（１つの単一）層を備える。単一の材料からなる単一層は、単一層の研磨された切断画像において明確な境界、境界面、又は閉込層等を有しない。したがって、単一層の一例は、一片の多結晶材料である。電鋳によって生成されたアパーチャプレートは、したがって、同じ材料製であっても、電鋳によって形成されたいくつかの層が研磨された切断画像において複数の層間において境界面又は閉込層を示すので、除外される。アパーチャプレートは、一実施形態では、単一層に取り付けられたさらなる層を備えていてよい。他の実施形態では、アパーチャプレートは、単一層のみから成っていてよい。

複数の凹部が単一層に形成されている。凹部は、流体側に面している開口を有するか、アパーチャプレートが単一層から成る場合において、アパーチャプレートの流体側において開口を各々有する。凹部は、開口に対向する（すなわち、噴霧側に面している側すなわちアパーチャプレートの噴霧側において）底を各々有する。凹部は、また、単一層の１つの側（アパーチャプレートの流体側（第１の側））から導入される止まり穴として称されてもよい。一態様では、２つ以上の凹部が提供されている。別の態様では、３つ以上の凹部が提供されている。さらに、凹部の数は、３，０００個未満、１，０００個未満、又は５００個未満が好ましくてよいが、これらに限定されない。その代わりに、５０個未満又は２０個未満の凹部が提供されてよい。比較的多数のより小さな凹部（５００個と３，０００個との間、又は５００個と１，０００個との間など）は、アパーチャプレートの高い安定性を達成するのに有益であってよい。アパーチャプレートにおいてより多くの凹部が提供されるほど、複数の凹部間の残りの補強部分がより高くなり、これにより単一材料層の全厚、したがって安定性が提供される。それと反対に、より少数のより大きな凹部（２個と５０個との間、又は２個と２０個との間等）は、より少ないデッドエリアでの噴霧のためのより大きな有効領域を達成するのに有益であってよい。この文脈では、「デッドエリア（ｄｅａｄ ａｒｅａ）」は、貫通するアパーチャを有さず、したがって、噴霧プロセスに関与しないアパーチャプレートの領域である。つまり、これらの領域では、流体は、流体側において噴霧されるためにアパーチャプレートを通過することが可能でない。これに加えて、製造プロセスは、より少数の凹部を使用するとき、単純化されてよい。アパーチャプレートの総面積に対する凹部の面積は、一例では、５０％を超えない。

さらに、複数のアパーチャが各々の凹部の底に形成されている。複数のアパーチャは、それぞれの凹部の底に形成されている入口開口と、アパーチャプレートの噴霧側に面しているか、そこにおいて形成されている出口開口とを各々有してよい。アパーチャは、円筒形であってよい。その代わりに、特に、１つのレーザ穿孔段階（１つの単一のレーザフルエンスの段階）のみがアパーチャを形成するために使用される場合、アパーチャは、円錐形又は漏斗形状であってよい（以下を参照）。その代わりに、アパーチャは、凹部の底の側において第１の湾曲部分（半球状部分等）と、ノズル部分を形成している噴霧側（第２の側）において第２の円錐形部分又は漏斗形状部分を有してよい。円錐形又は漏斗形状のアパーチャ又はその部分の小さい方の開口は、噴霧側（第２の側）において出口開口として位置付けられてよい。この例では、アパーチャは、先に形成されている凹部の底の中へレーザ穿孔することによって形成されてよい（以下を参照）。その代わりに、円錐形又は漏斗形状のアパーチャ又はその部分の小さい方の開口は、凹部の底において入口開口として位置付けられてよい。この場合では、アパーチャ又は少なくともノズル部分は、単一層の噴霧側（第２の側）の中へレーザ穿孔することによって形成されてよい。小さい方の開口を凹部の底側に位置付けることによって、流体を噴霧するために、流体側においてより低い閾値圧力しか必要とされないという利点が提供されることが可能である。これに加えて、噴霧中に流体上に作用する剪断力がより低いことが可能であり、摩擦による流体の加熱が低減されることが可能である。ゆえに、係る構成によって、医薬組成物等（タンパク質鎖が熱または剪断力によって損傷される傾向があるタンパク質を含む）のより敏感な流体が、より少ないタンパク質損傷で噴霧されることが可能であるという利点が提供されることが可能である。

一態様によれば、凹部の底に形成されているアパーチャ以外に、アパーチャプレートに形成されている追加のアパーチャは存在しない。別の態様によれば、止まり穴である複数の凹部間の単一層において形成された追加のアパーチャは少なくとも存在しない。

さらに、アパーチャ及び／又は凹部の寸法は、単一層によってのみ制御されてよい。ゆえに、凹部及び／又はアパーチャの内面上のコーティングは除外される。換言すれば、単一層に対して、その凹部及び／又はアパーチャに入り、したがって凹部及び／又はアパーチャの内寸を単一層自体の内寸及び単一層自体によって与えられる内寸と比べて変更するような、コーティングが施されることはない。したがって、内寸は、例えば、説明したレーザ穿孔プロセス及び／又はミーリングプロセスによって、単一層を機械加工する（単一層から材料をアブレーションする等）ことによってのみ制御されてよい。

噴霧装置は、アパーチャプレートを振動させるように構成されている振動器（圧電素子等）をさらに備えてよい。振動器は、アパーチャプレートの表面部分、又はアパーチャプレートを支持している支持部材に対して、接着剤等によって直接、又は別の層又はコーティングを介して間接的に取り付けられてよい（アパーチャプレートは、溶接等によって支持部材に対して固定されてよい）。ゆえに、振動器の振動は、アパーチャプレート又は支持部材に直接伝達されるので、アパーチャプレート、又は支持部材並びにアパーチャプレートは、振動器と共に振動する。この構成は、振動器によるアパーチャプレートの直接励振とみなしてよい。噴霧される流体を介した間接励振は、この点で、そうした直接励振と異なる。

アパーチャプレートの流体側の流体は、アパーチャプレート及び／又は流体の振動時に、凹部及びアパーチャを通過し、アパーチャプレートの噴霧側における出口開口を介してアパーチャを出る間に噴霧される。ゆえに、エアロゾルは、患者による吸入のためにアパーチャプレートの噴霧側において形成される。

比較的大きな面積を有する凹部の開口により、比較的小さなアスペクト比が達成可能である。より正確には、最新技術の三次元顕微鏡は、適切な証明条件下において幾何学的形状を検査するためにのみ使用され得る。これらの条件は、アスペクト比（すなわち、凹部の開口の最小寸法（例えば、円形凹部を考えるときの直径）に対する凹部の深さ）が十分低い場合に満たされることが可能である（アスペクト比＝深さ／最小寸法（例えば、円形凹部を考えるときの直径））。アスペクト比は、例えば、２以下、１．５以下、１以下、又は０．６以下であってよい。

したがって、開口を介した工程内検査を実現することが可能である。ゆえに、凹部の特性、並びに凹部の底に形成されているアパーチャの入口開口の特性を、アパーチャプレートを破壊する必要なしに、最先端の三次元顕微鏡を用いて測定することが可能である。

単一の材料からなる単一層を使用することにより、アパーチャプレートの構造的安定性並びにその振動特性は、それにもかかわらず維持されてよい。
これに加えて、アパーチャの入口開口は、比較的小さいことが可能であるので、アパーチャの密度を従来技術の３段階のレーザ穿孔されたアパーチャの密度と比較して増大させることが可能であり、したがって、ＴＯＲを増大させることが可能である。

さらに、上記に詳細に述べられたように、ＴＯＲ及びＭＭＤは、ノズル部分の幾何学的形状、すなわち、アパーチャの幾何学的形状（特に長さ及び直径）に強く依存する。凹部を形成することにより、凹部の底の小さく、比較的均一又は一定の厚さが達成される。したがって、アパーチャの長さは非常に明確に決定される。加えて、比較的短いアパーチャの形成は、入口側（流体側に対応する）及び出口側（噴霧側に対応する）における直径に関してはるかにより正確である。結果として、互いに対してさらにより一貫したアパーチャの幾何学的形状が達成されることが可能であり、それによりＧＳＤが低減されることが可能である。したがって、アパーチャプレートは、アパーチャの幾何学的形状、したがって、ＴＯＲ、ＭＭＤ、及びＧＳＤに関して改善された再現性で製造されることが可能である。したがって、エアロゾル（噴霧される流体）の特性は、同じ製造プロセスから得られる異なるアパーチャプレートと比較したとき、より一貫している。

凹部及びアパーチャは、半導体産業においても使用されるエッチングプロセス（例えば、Ｏｓｋａｒ Ｚ． Ｏｌｓｚｅｗｓｋｉａ，Ｒｏｎａｎ ＭａｃＬｏｕｇｈｌｉｎｂ，Ａｌａｎ Ｂｌａｋｅａ，Ｍｉｋｅ Ｏ’Ｎｅｉｌｌｃ，Ａｌａｎ Ｍａｔｈｅｗｓｏｎａ，Ｎａｔｈａｎ Ｊａｃｋｓｏｎ，“Ａ ｓｉｌｉｃｏｎ－ｂａｓｅｄ ＭＥＭＳ ｖｉｂｒａｔｉｎｇ ｍｅｓｈ ｎｅｂｕｌｉｚｅｒ ｆｏｒ ｉｎｈａｌｅｄ ｄｒｕｇ ｄｅｌｉｖｅｒｙ”，３０ｔｈ Ｅｕｒｏｓｅｎｓｏｒｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，ＥＵＲＯＳＥＮＳＯＲＳ ２０１６において開示されたような）の手段によって製造されてよい。適当な方法は、ウェットエッチング、プラズマエッチング、反応性イオンエッチング、深堀反応性イオンエッチング等である。

その代わりに、電子ビーム加工が使用されてよく、電子ビーム穿孔がアパーチャを穿孔するために使用されてよく、電子ビームミーリングが凹部を形成するために使用されてよい。電子ビームは、また、イオンビームによって代替されてもよい。

凹部及び／又はアパーチャは、また、機械的打ち抜きプロセス（Ｂｙｕｎｇ－Ｙｕｎ Ｊｏｏ，Ｓｕｎｇ－Ｈａｎ Ｒｈｉｍ，Ｓｏｏ－Ｉｋ Ｏｈ，“Ｍｉｃｒｏ－ｈｏｌｅ ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｂｙ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｕｎｃｈｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ”，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００５，Ｖｏｌ．１７０，ｐ．５９３－６０１）によって形成されてもよい。

一実施形態では、しかしながら、凹部はレーザミーリングされる及び／又はアパーチャはレーザ穿孔される。「レーザ切削（ミーリング）（Ｌａｓｅｒ ｍｉｌｌｉｎｇ）」は、レーザエネルギーを印加して、層ごとにおけるアブレーションによって材料を除去することを含む。「レーザ穿孔（Ｌａｓｅｒ ｄｒｉｌｌｉｎｇ）」は、収束されたレーザエネルギーを材料（ここでは、単一層）上に繰り返しパルス化することによって貫通孔（ここでは、アパーチャ）を生成するプロセスである。凹部を形成するためのレーザミーリングプロセスの使用は、また、凹部の底の領域における比較的均一及び一定な残りの材料の厚さを達成することの観点からも有益である。ゆえに、直径及び長さに関するアパーチャのさらにより正確な形成が、一定のエアロゾル特性の再現性に関する上述した利益と共に達成されることが可能である。

特定の例では、超短パルスレーザがレーザミーリングのために使用される。超短パルスレーザは、１０ピコ秒未満のレーザパルスを使用しているレーザとして定義される。超短パルスレーザは、より正確であるという利益を有し、場合によっては上述した一定なエアロゾル特性の再現性に関する利益をさらに改善する。

アパーチャは、短パルスレーザ（例えば、ナノ秒レーザ）、又は超短パルスレーザを使用することによってそれでもなお形成されてよい。短パルスレーザは、１０ピコ秒より大きく、５００ナノ秒よりも小さなレーザパルスを使用するレーザとして定義される。

場合によっては凹部及び／又はアパーチャを製造するためにレーザを使用するとき、凹部の開口及び／又はアパーチャの入口開口におけるバリの形成は、最小限にされるか、場合によっては回避されることが可能である。これは特に、超短パルスレーザを、凹部を形成するために使用する（アサーマルプロセスである）ときに当てはまる。いずれにしても、通常必要とされる仕上げステップ（例えば、研磨）を廃止することが可能であり、製造プロセスが単純化される。これに加えて、研磨プロセスによる開口の拡大のリスクが回避される。

先に示したように、超短パルスレーザを使用することが有益である。ゆえに、凹部及び／又はアパーチャの表面（周壁及び／又は底）の表面粗さは、研磨を含む仕上げ工程が不必要であるように、比較的低くてよい。したがって、凹部及び／又はアパーチャの表面の算術平均粗さ（Ｒａ）は０．４μｍ以下である。粗さプロファイルを扱うとき、算術平均高さは算術平均粗さＲａと称される。算術平均高さは、サンプリング長さに沿った絶対値の平均を示す。

アパーチャプレートは、凹部及びアパーチャの形成後に、特に凹部を含む領域においてドーム状にされてよい。別の態様では、アパーチャプレートは平坦なままであってよい。
実験によって、アパーチャプレートの振動時のアパーチャプレートの揺動の振幅に対応してアパーチャを配置すると、ＴＯＲを増大させることが可能であることが示されている。他方で、アパーチャ及び／又は凹部の位置付け及びそれらの形状は、アパーチャプレートの振動特性にも影響を与え、それによって揺動の振幅の位置にも影響を与える。

前述のことを考慮に入れると、凹部のうちの少なくともいくつかは、一例によれば、アパーチャプレートの振動時のアパーチャプレートの揺動の振幅の領域に配置される。したがって、アパーチャの数を増やすことなくＴＯＲを増加させることが可能であり、したがって、アパーチャプレートの安定性を維持するか、場合によっては増加させることが可能である。

一態様では、噴霧装置は、アパーチャプレートを振動させるための環状圧電素子（振動器）をさらに備える。ゆえに、アパーチャプレートは環状に励振される。
この観点から、凹部は、単一層またはアパーチャプレートの流体側から見て回転対称のパターンにおいて単一層に配置されてよい。回転対称のパターンを使用して、アパーチャプレートの振動振幅と凹部を一致させ、同時にアパーチャプレートの必要な安定性を達成することが有利であることが分かっている。

さらに、凹部の開口の上面視における凹部の形状、又はアパーチャプレートの流体側から噴霧側への方向に垂直な断面は、任意の種類であってよい。これらの形状は、矩形形状、正方形形状、台形形状、平行四辺形形状、三角形形状、線状、格子状形状、円形形状、環状形状、環状扇形、円形扇形、円形セグメント形状、またはこれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。凹部の適切な形状及び位置の使用、アパーチャプレートの安定性および振動特性は、必要に応じて調整されてよい。しかし、使用中のクラックの形成を回避するために、エッジまたは角がわずかしかないか、または全くない形状が好ましい。

有利には、凹部は、１つ以上の環状凹部及び／又は１つ以上の円形凹部を含む。ここでも、環状及び／又は円形の凹部の使用は、アパーチャプレートの振動振幅に凹部を一致させ、同時にアパーチャプレートの必要な安定性を達成し、さらに使用中のクラック形成のリスクを回避するか、それを最小化するのに有利であることが分かっている。

先に示したように、より大きな凹部を形成し、続いて凹部の底に複数のより小さなアパーチャを形成することにより、アパーチャの入口開口のサイズが（３段階レーザ穿孔されたアパーチャの入口開口と比較して）比較的小さく、アパーチャを互いにより近づけて配置することが可能であるという利点が提供される。したがって、凹部の底におけるアパーチャは、５μｍと９０μｍとの間、又は５μｍと５０μｍとの間のピッチで配置されてよい。この文脈では、ピッチは、１つのアパーチャの中心から隣接するアパーチャの中心まで測定される。結果として、アパーチャプレートのサイズを増大させる必要なく、ＴＯＲを増大させることが可能である。

一態様では、凹部の底におけるアパーチャの密度は、２００個／１ｍｍ^２と４０，０００個／１ｍｍ^２との間、又は４００個／１ｍｍ^２と２０，０００個／１ｍｍ^２との間、又は１，０００個／１ｍｍ^２と１０，０００個／１ｍｍ^２との間である。結果として、複数のアパーチャを比較的小さな領域において形成することが可能であり、それによってアパーチャプレートのサイズを最小限にすることが可能となり、それでもなお比較的高いＴＯＲを達成することが可能である。

凹部は、周囲側壁を有する。周囲側壁は、アパーチャプレートの流体側に面している開口と、それぞれの凹部の底との間に延在する。
一態様では、凹部の周囲側壁は底に向かって段状になっている。

この構成により、凹部のエッジ／周囲側壁において生じ得る悪影響を回避することが可能である。これに加えて、そうした構成は、流体が凹部の底に向かって案内され、したがってアパーチャの入口開口に向かって案内されるという利点を有する。これは、対向する（面している）周囲側壁、又は周囲側壁の対向する（面している）部分の先細りによるものである。この利点は、比較的小さな凹部（例えば４０μｍ～７０μｍの直径（以下参照））の場合に特に当てはまってよいが、噴霧される流体の特性（例えば、粘度）に応じて、また、より大きな凹部にも有効であってよい。

一態様では、周囲側壁は、対向する（面している）周囲側壁、又は周囲側壁の対向する（面している）部分が凹部の底の方向において互いに向かって先細りになるように、傾斜した形状を有する。「傾斜した（Ｉｎｃｌｉｎｅｄ）」は、アパーチャプレートの流体側から噴霧側への方向に対して傾斜していることを意味する。

凹部の特性を測定することを可能にするための最も単純な構成の観点から、直線形状の周囲側壁が好ましい場合がある。この文脈では、直線とは、アパーチャプレートの流体側から噴霧側への方向に平行（凹部の底に対して垂直）であることを意味する。

最後に、周囲側壁は、アパーチャプレートの流体側から噴霧側への方向に対して凹状形状または凸状形状（すなわち、湾曲形状）を有してよい。したがって、アパーチャプレートの剛性および振動特性を最適化してよい。これに加えて、上述したように、凹部の底、したがってアパーチャの入口開口に向かう流体案内が改善される。これに加えて、潜在的なエッジまたは角を回避することが可能であり、したがって、使用中のクラック形成のリスクを最小限にすることが可能である。

一態様では、流体側に面している凹部の開口の最小寸法は、４０μｍと５００μｍとの（好ましくは７０μｍと４００μｍとの）間であり、であり、最も好ましくは９０μｍと３００μｍとの間である。開口の形状が円形である場合、最小寸法は直径である。環状開口の場合、最小寸法はリングの幅である。矩形形状の場合、最小寸法は、矩形形状のより小さい方の辺（ｅｄｇｅ，ｌｅｇ）の寸法等である。上記範囲において最小寸法を選択することにより、比較的小さなアスペクト比が可能になる。より正確には、最新技術の三次元顕微鏡は、適切な照明条件下において幾何学的形状を検査するためにのみ使用されてよい。これらの条件は、アスペクト比（すなわち凹部の開口の最小寸法（例えば、円形凹部を考慮した場合の直径）に対する凹部の深さ）が十分に低い（アスペクト比＝深さ／最小寸法、例えば、円形凹部を考慮した場合の直径）場合に満たされることが可能である。アスペクト比は、例えば、２以下、１．５以下、１以下、又は０．６以下であってよい。したがって、製造中に、それぞれの凹部及び／又はそれぞれの凹部に形成されているアパーチャ（特にそれらの入口開口）の特性の外観検査が可能になる。したがって、工程内監視／検査を可能にすることが可能である。この文脈では、最小寸法は、比較的小さなアスペクト比を得るために十分に大きくなるように選択される。したがって、凹部の開口の最小寸法の上記定義は、工程内監視／測定を可能にするが、同時にアパーチャプレートの必要な安定性を維持するのに十分に小さい。

アパーチャの出口開口のサイズは、ＭＭＤに大きな影響を与える。噴霧される流体の種類に応じて、ＭＭＤは出口開口の直径よりも線形的により大きく、したがって正比例する。したがって、アパーチャは、噴霧側に面している直径（出口開口の直径）を有する円形であってよく、該直径は、１μｍと７μｍとの間であり、好ましくは１．５μｍと５μｍとの間であり、最も好ましくは１．５μｍと３μｍとの間であってよい。

この文脈では、アパーチャ及び／又は凹部の内寸は、単一層によってのみ制御されてよいことが強調されるべきである。換言すれば、単一層に対して、その凹部及び／又はアパーチャに入り、したがって凹部及び／又はアパーチャの内寸を単一層自体の内寸及び単一層自体によって与えられる内寸と比べて変更するような、コーティングが施されることはない。したがって、内寸は、単一層を機械加工すること（単一層から材料をアブレーションすること等）によって、例えば、説明されたレーザ穿孔及び／又はミーリングプロセスによってのみ制御されてよい。

単一層におけるアパーチャの長さ（高さまたは深さとも称され得る）は、３μｍと５０μｍとの間であってよい。別の例では、単一層におけるアパーチャの長さは、５μｍと２０μｍとの間であってよい。場合によってはさらなる一例では、単一層におけるアパーチャの長さは、１０μｍと２０μｍとの間であってよい。他の範囲は、５μｍ～１５μｍ、５μｍ～１２μｍ、又は１０μｍ～１５μｍであってよい。

一例では、単一層は、流体側から噴霧側への方向において厚さを有する。単一層は、一体の厚さを有してよいが、単一層が異なる領域において異なる厚さを有することも考えられる。

凹部は、単一層の厚さの５０％以上の深さ（長さまたは高さとも称され得る）を有してよい。別の例では、凹部の深さは、層の厚さの７０％と９５％との間であるか、その８０％と９５％との間であってよい。単一層の厚さが単一層の面積に応じて局所的に変化する場合、百分率は、凹部が提供されている領域の厚さに関連する。この文脈では、凹部が提供されている領域における単一層の厚さは一体である。凹部は、全て同じ深さを有するか、異なる深さを有してよい。

アパーチャの長さ（上記参照）は、凹部の深さによって制御されるので、アパーチャの長さは、１つの凹部内では同じであるが、複数の凹部間では異なっていてよい。凹部が全て同じ深さを有する場合、単一層が一体の厚さを有する限り、アパーチャの長さも同じである。

各凹部は、底に形成されている２個以上、５個以上、２０個以上、５０個以上、又は１００個以上のアパーチャを有してよい。最大で各凹部は、５，０００個又は１０，０００個のアパーチャを有してよい。

単一の材料は、一般に、任意の種類の材料であってもよい。材料の主な基準は、耐久性、機械加工性（上述したような凹部及び／又はアパーチャを形成するためのプロセスに依存する）、及び／又は生体適合性である。考えられる材料としては、セラミック、プラスチック材料、半導体材料および金属が含まれるが、これらに限定されない。しかしながら、効率的な振動励振のために高い剛性および弾性を有するチタン又はステンレス鋼などの生体適合性金属が有利であることが分かっている。特定の一例では、したがって、単一層の単一の材料は、金属、特にステンレス鋼であってよい。この文脈では、ステンレス鋼は、比較的高い剛性を提供し、効率的な振動励振および生体適合性の要件を満たすことが既に分かっている。しかし、比較的高いフルエンスを使用する短パルスレーザによって凹部及び／又は孔を形成するとき、単一の材料へのレーザの入口側にバリが形成されるリスクがある。これは、しかしながら、凹部を提供し、凹部の底においてのみアパーチャを形成することによって回避されてよい。この問題は、上述の超短パルスレーザを使用するとき、さらに緩和されてよい。したがって、続く電解研磨プロセスを省略することが可能である。

上記の噴霧装置とは別に、本開示は、吸入器用噴霧装置の（例えば、上述の）アパーチャプレートを製造するための方法にも関する。したがって、上述した態様及び実施例、並びに関連する特徴のいずれもが、また、以下に説明する方法において具体化されてもよい。

該方法は、第１の側と、第１の側に対向する第２の側とを有する単一の材料からなる１つの単一層を提供する工程を備える。第１の側は、アパーチャプレートの流体側に面しているか、場合によってはアパーチャプレートの流体側であってよく、第２の側は、上述のようにアパーチャプレートの噴霧側に面しているか、場合によってはアパーチャプレートの噴霧側であってよい。

該方法は、単一層の第１の側に複数の凹部を形成する工程であって、凹部が第１の側における開口と、第２の側に面している底とを有する、工程と、複数のアパーチャを形成する工程であって、複数のアパーチャが凹部の底から第２の側まで延在しており、単一層の第２の側において開口を有する、工程とをさらに備える。

したがって、アパーチャプレートに関して上述したように、より容易で改善されたプロセス監視および制御が達成可能である。これに加えて、アパーチャ及び／又は凹部の幾何学的特性が高度に再現可能であり、アパーチャプレートを破壊する必要なく得ることが可能である。

凹部及び／又はアパーチャは、単一層から材料を除去することによって形成されてよい。材料を変位させるのではなく、単一層から材料を除去する場合、凹部及び／又はアパーチャの形状、位置、及び正確さに関するより高い柔軟性が達成されることが可能である。

凹部及び／又はアパーチャを形成するための上述した異なるプロセス（該方法において具現化されてもよい）に加えて、凹部は、レーザミーリングされてよく、及び／又はアパーチャは、レーザ穿孔されてよい。凹部／アパーチャの異なる幾何学的形状（形状及び／又は位置）を得るために、レーザ加工によって、組み込まれたレーザスキャナを再プログラミングすることによって容易な再構成が可能になるので、レーザ技術の使用は有益である。レーザ加工は、幾何学的形状を変更するときに新たに生成しなければならない複雑なツール（例えば、マスク、パンチ等）を必要としない。また、電鋳等の材料を成長させるプロセスでは、幾何学的形状の変更が面倒である。

特定の例では、超短パルスレーザがレーザミーリングに使用される。アパーチャは、それでもなお、短パルスレーザを使用することによって形成されてよいか、超短パルスレーザを使用することによって同様に生成されてよい。場合によっては、凹部及び／又はアパーチャを製造するためにレーザを使用するとき、凹部の開口及び／又はアパーチャの入口開口におけるバリの形成を最小限にするか、場合によっては回避することが可能である。これは、特に、凹部を形成するために、超短パルスレーザを使用するとき（アサーマルプロセスである）に当てはまる。いずれにしても、通常必要とされる仕上げ工程（例えば、研磨）を廃止することが可能であり、製造プロセスが簡略化される。それに加えて、研磨プロセスによる開口の拡大のリスクが回避される。前述したように、超短パルスレーザは、凹部のレーザミーリング及び／又はアパーチャのレーザ穿孔に使用されてよい。これに加えて、ステンレス鋼が単一の材料として使用される場合、第１の側及び／又は底及び／又は第２の側（レーザビームの入射側）におけるバリの形成が回避されることが可能である。したがって、電解研磨の工程を廃止することが可能である。

アパーチャは、同じフルエンスを用いてレーザ穿孔されていてよい。したがって、ただ１つのレーザ段階だけが凹部の底にアパーチャを形成するために必要である。アパーチャは、凹部の底（単一層の残りの厚さ）を貫通するだけでよいので、アパーチャを形成するためには比較的低いフルエンスで十分である。したがって、バリの形成を効果的に回避することができる。それに代えて、凹部の底におけるアパーチャは、また、異なるフルエンスを有する２つのレーザ段階を用いて穿孔されてもよい。例えば、第１のフルエンスを有する第１のレーザ穿孔段階は、凹部の底におけるアパーチャの第１部を形成するために使用されてよく、第１のフルエンスより低い第２のフルエンスを有する第２のレーザ穿孔段階は、アパーチャを仕上げる（すなわち、底を完全に貫通し、したがってノズル部分を形成する）ために使用されてよい。２つのレーザ穿孔段階を使用するとき、第１のレーザ穿孔段階において形成されたアパーチャの一部分は、湾曲した内周面、理想的には半球状の内周面を有してよい。レーザビームの伝搬は非線形関数である。したがって、アパーチャの湾曲形状は、アパーチャが形成される表面から離れるように／その表面に対してレーザビームの焦点を調整する／変位させることによって可能である。第１のレーザ穿孔段階において形成されたアパーチャの一部分の湾曲した内周面を形成するために、レーザビームの焦点は、単一層の第２の側までの距離において、例えば凹部の底から離れた噴霧側までの距離に位置付けられてもよい。第２のレーザ穿孔段階で形成されるアパーチャの一部分は、第２の側（例えば、噴霧側）において小さい方の開口を有する円錐形または漏斗形状であってよい。１つのみのレーザ穿孔段階と比較して、凹部の底と、第２の側との間の単一層の残りの厚さはより大きくなり、それによりアパーチャプレートの振動特性および安定性が改善されてよい。

凹部は、周囲側壁を有する。周囲側壁は、アパーチャプレートの流体側に面している開口と、それぞれの凹部の底との間に延在する。一態様において、凹部の周囲側壁は、底に向かって段状になっている。

この構成により、凹部のエッジ／周囲側壁において生じ得る悪影響を回避することが可能である。それに加えて、そうした構成は、流体が凹部の底に向かって案内され、したがってアパーチャの入口開口に向かって案内されるという利点を有する。これは、対向する（面している）周囲側壁、又は周囲側壁の対向する（面している）部分の先細りによるものである。この利点は、比較的小さな凹部（例えば、４０μｍ～７０μｍの直径（以下参照））の場合に特に当てはまってよいが、噴霧される流体の特性（例えば、粘度）に応じて、より大きな凹部にも有効である。

この利点は、周囲側壁が傾斜した形状を有し、対向する（面している）周囲側壁、又は周囲側壁の対向する（面している）部分が凹部の底の方向において互いに向かって先細りになっているときにも同様に達成されてよい。「傾斜した（Ｉｎｃｌｉｎｅｄ）」は、アパーチャプレートの流体側から噴霧側への方向に対して傾斜していることを意味する。

凹部の特性を測定することを可能にするための最も単純な構成の観点から、直線形状の周囲側壁が好ましい場合がある。この文脈では、直線は、アパーチャプレートの流体側から噴霧側への方向に平行であることを意味する。

アパーチャプレートは、凹部及びアパーチャの形成後に、特に凹部を備える領域においてドーム状にされてよい。別の態様では、アパーチャプレートは平坦なままであってよい。

一態様では、流体側に面している凹部の開口の最小寸法は、４０μｍと５００μｍとの（好ましくは７０μｍと４００μｍとの）間であり、最も好ましくは９０μｍと３００μｍとの間である。開口の形状が円形である場合、最小寸法は直径である。環状開口の場合、最小寸法はリングの幅である。矩形形状の場合、最小寸法は、矩形形状のより小さい方の辺（ｅｄｇｅ，ｌｅｇ）の寸法等である。上記範囲において最小寸法を選択することにより、比較的小さなアスペクト比が可能になる。より正確には、最新技術の三次元顕微鏡は、適切な照明条件下において幾何学的形状を検査するためにのみ使用されてよい。これらの条件は、アスペクト比（すなわち凹部の開口の最小寸法（例えば、円形凹部を考慮した場合の直径）に対する凹部の深さ）が十分に低い（アスペクト比＝深さ／最小寸法、例えば、円形凹部を考慮した場合の直径）場合に満たされることが可能である。アスペクト比は、例えば、２以下、１．５以下、１以下、又は０．６以下であってよい。凹部の開口の最小寸法の上記定義によって、したがって、製造中に、それぞれの凹部及び／又はそれぞれの凹部に形成されているアパーチャ（特にそれらの入口開口）の特性の外観検査が可能になる。したがって、工程内監視／検査が可能にされることが可能である。この文脈では、最小寸法は、比較的小さなアスペクト比を得るために十分に大きくなるように選択される。したがって、凹部の開口の最小寸法の上記定義は、工程内監視／測定を可能にするが、同時にアパーチャプレートの必要な安定性を維持するのに十分に小さい。

より大きな凹部を形成し、続いて凹部の底において複数のより小さなアパーチャを形成することによって、アパーチャの入口開口のサイズが比較的小さく、アパーチャが重なり合うことなく互いにより近接して配置され得るという利点が提供される。したがって、凹部の底におけるアパーチャは、５μｍと９０μｍとの間、又は５μｍと５０μｍとの間のピッチで配置されてよい。この文脈では、ピッチは、１つのアパーチャの中心から隣接するアパーチャの中心まで測定される。結果として、アパーチャプレートのサイズを増大させる必要なく、ＴＯＲを増大させることが可能である。

凹部は、層の厚さの５０％以上の深さ（長さまたは高さとも称され得る）を有してよい。別の例では、凹部の深さは、層の厚さの７０％と９５％との間であるか、その８０％と９５％との間であってよい。単一層の厚さが単一層の面積に応じて変化する場合、百分率は、凹部が提供されている領域の厚さに関連する。この文脈では、凹部が提供されている領域における単一層の厚さは一体である。凹部は、全て同じ深さを有するか、異なる深さを有してよい。

アパーチャの長さ（上記参照）は、凹部の深さによって制御されるので、アパーチャの長さは、１つの凹部内では同じであるが、複数の凹部間では異なっていてよい。凹部が全て同じ深さを有する場合、単一層が一体の厚さを有する限り、アパーチャの長さも同じである。特に、凹部は、底に対応している単一層の残りの厚さが、安定性及び安定した振動特性を維持するのに十分厚いが、一定のフルエンスにおける１段階レーザ穿孔が最終的にアパーチャを穿孔することを可能にするのに十分薄くなるように適合されている。アパーチャ（すなわち、ノズル部分）の幾何学的形状の正確さを高めるために、アパーチャを形成するためのただ１つの穿孔段階のみが好ましい。上述したように、ＴＯＲ及びＭＭＤは、ノズル部分の幾何学的形状（すなわちアパーチャの幾何学的形状（特に長さ及び直径））に強く依存する。比較的短いアパーチャの形成は、入口側（流体側に対応する）及び出口側（噴霧側に対応する）における直径に関してはるかにより正確である。これは、凹部の底においてアパーチャの各々を形成するためにただ１つのレーザ穿孔段階（一定なレーザフルエンスでの複数のレーザパルス）を使用するときに特に当てはまる。結果として、互いに対してはるかにより一貫したアパーチャの幾何学的形状が達成されることが可能である。その結果、アパーチャプレートは、アパーチャの幾何学的形状、したがってＴＯＲ、ＭＭＤ及びＧＳＤに関して改善された再現性で製造することが可能である。したがって、エアロゾル（噴霧される流体）の特性は、同じ製造プロセスから得られた異なるアパーチャプレート間でより一貫している。

別の態様では、凹部の底におけるアパーチャは、また、異なるフルエンスを有する２つのレーザ穿孔段階を用いて穿孔されてよい。例えば、第１のフルエンスを用いる第１のレーザ穿孔段階が、凹部の底におけるアパーチャの第１部を形成するために使用されてよく、第１のフルエンスよりも低い第２のフルエンスを用いる第２のレーザ穿孔段階が、アパーチャを仕上げる（すなわち、完全に底を貫通する）ために使用されてよい。この例では、ノズル部分は第２のレーザ穿孔段階のみによって決定されてよい。ゆえに、底は、アパーチャを形成するために１つより多いレーザ穿孔段階を使用するとき、より厚い（より低い凹部の深さ）ままであってよい。これは、アパーチャプレートのより大きな機械的剛性を提供してよい。

単一の材料は、一般に、任意の種類の材料であってもよい。材料の主な基準は、耐久性、機械加工性（上述したような凹部及び／又はアパーチャを形成するためのプロセスに依存する）、及び／又は生体適合性である。考えられる材料としては、セラミック、プラスチック材料、半導体材料および金属が含まれるが、これらに限定されない。しかしながら、効率的な振動励振のために高い剛性および弾性を有するチタン又はステンレス鋼などの生体適合性金属が有利であることが分かっている。一例では、したがって、単一層の単一の材料は、金属、特にステンレス鋼であってよい。この文脈では、ステンレス鋼は、比較的高い剛性を提供し、効率的な振動励振および生体適合性の要件を満たすことが既に分かっている。しかし、比較的高いフルエンスを使用する短パルスレーザによって凹部及び／又は孔を形成するとき、単一の材料へのレーザの入口側にバリが形成されるリスクがある。これは、しかしながら、凹部を提供することによって回避されてよい。凹部により、単一層の残りの材料の厚さ（凹部の底の厚さ）は比較的小さい。したがって、アパーチャは、比較的低いフルエンスを使用して凹部の底において形成することができる。したがって、単一の材料へのレーザの入口側におけるバリ形成のリスクが低減される。この問題は、上述の超短パルスレーザを使用するとき、さらに緩和されてよい。したがって、続く電解研磨プロセスを省略することが可能である。

本開示の噴霧装置を備える吸入器の長手方向の断面図。 ドーム形成前の図１において示される噴霧装置のアパーチャプレートの噴霧側における平面視を示す図。 図２における線３－３に沿った断面図。 図３の断面図の拡大部分を示す図。 図４Ａと同じ断面におけるアパーチャの代替形態を示す図。 図４Ａと同じ断面におけるアパーチャの代替形態を示す図。 図４Ａと同じ断面におけるアパーチャの代替形態を示す図。 凹部の異なる幾何学的形状を示しているアパーチャプレートの流体側の平面視を示す図。 凹部の異なる幾何学的形状を示しているアパーチャプレートの流体側の平面視を示す図。 凹部の異なる幾何学的形状を示しているアパーチャプレートの流体側の平面視を示す図。 凹部の異なる幾何学的形状を示しているアパーチャプレートの流体側の平面視を示す図。 凹部の異なる幾何学的形状を示しているアパーチャプレートの流体側の平面視を示す図。 凹部の異なる幾何学的形状を示しているアパーチャプレートの流体側の平面視を示す図。 凹部の異なる幾何学的形状を示しているアパーチャプレートの流体側の平面視を示す図。 凹部の異なる幾何学的形状を示しているアパーチャプレートの流体側の平面視を示す図。 凹部の異なる幾何学的形状を示しているアパーチャプレートの流体側の平面視を示す図。 凹部の周囲側壁の異なる構成の断面図。 凹部の周囲側壁の異なる構成の断面図。 凹部の周囲側壁の異なる構成の断面図。 凹部の周囲側壁の異なる構成の断面図。 凹部の周囲側壁の異なる構成の断面図。 凹部の周囲側壁の異なる構成の断面図。 凹部の周囲側壁の異なる構成の断面図。 １つの振動周期中のアパーチャプレートの振動を示す図。

図１によって、噴霧装置２を備える吸入器１００の長手方向に切断した概略断面図が示される。
吸入器１００は、第１のハウジング部１０２と、第２のハウジング部１０８とを備え、それらは、接続部分１１８において互いに接合されている。第１のハウジング部１０２は、エアロゾルチャンバ１０４と、マウスピース１０６とを有する。第２のハウジング部分１０８は、エアロゾル化／噴霧される流体１１０を受け取るための流体チャンバを形成する。

噴霧装置２は、第２のハウジング部１０８に形成されている凹部１１４と、第１のハウジング部１０２に形成されている凹部１１６とに受け入れられている。エアロゾル発生器２は、環状ハウジング３と、振動可能ヘッド１とを備え、振動可能ヘッド１は、ハウジング３において部分的に収容されている。振動可能ヘッド１は、環状支持部材４と、支持部材４によって支持されている円形振動膜（アパーチャプレート）６とを備える。アパーチャプレート６は、支持部材４と一体的に形成されるか、別々に製造されて、支持部材４に対して取り付けられてよい。アパーチャプレート６及び支持部材４は、ステンレス鋼等の金属製である。アパーチャプレート６は、以下に詳細に述べられ得るように、図１では見えない複数の凹部及びアパーチャを有する。

振動可能ヘッド１は、さらに、アパーチャプレート６を振動させるように構成されている振動器８を備える。振動器８は、接着剤によって支持部材４の表面部分に対して取り付けられている。振動器８は、セラミック製の環状圧電素子である。

以下では、エアロゾルの生成及び送達のための吸入器１００の動作が説明され得る。
エアロゾル化／噴霧される流体１１０、例えば、活性化合物（原薬又は薬剤等）を含む流体が、第２のハウジング部１０８によって形成される流体リザーバの中に充填される。

流体リザーバにおいて受け入れられる流体１１０は、振動可能ヘッド１のアパーチャプレート６の流体側７に当接する。
制御装置（図示せず）を作動させて、振動器８の電気的接点（図示せず）を介して振動器８に対して起動信号を供給して、振動器８を起動し、それによってアパーチャプレート６を振動させる。振動器８の電気的接点は、１つ以上の導体（例えば、１つ以上の可撓性のあるストリップ導体、例えば、プリント回路基板トラック又はストリップライン）の形態において提供されてよい。１つ以上の導体は、振動器８の１つ以上の表面部分に対して、例えば、接着剤によって取り付けられてよい。

アパーチャプレート６の流体側７に当接している流体１１０は、アパーチャプレート６における後述する凹部及びアパーチャを通って運ばれて、それによってアパーチャプレート６の噴霧側９においてエアロゾルチャンバ１０４の中へエアロゾル化／噴霧される。このようにエアロゾルチャンバ１０４において提供されるエアロゾル１１２は、エアロゾルチャンバ１０４と流体連通状態において配置されているマウスピース１０６を通して患者又はユーザによって吸入される。

図１から見えるように、アパーチャプレート６は、凹部１０／アパーチャ２０の領域において、ドーム状（すなわち、エアロゾルチャンバ１０４に向かって凸状、又は流体１１０に向かって凹状）にされてよい。

図２によって、ドーム形成前の、アパーチャプレート６の流体側７から見たアパーチャプレート６の平面視が示される。図３によって、図２における線３－３に沿った断面図が示される。

一例では、アパーチャプレート６は、円形であり、支持部材４に対して取り付けられるか、支持部材４と共に一体的に形成されてよい。
この例におけるアパーチャプレート６は、ステンレス鋼からなる単一層５から成る。しかし、他の実施形態では、アパーチャプレート６は、流体側７（第１の側）及び／又は噴霧側９（第２の側）に対して取り付けられるさらなる層を備えてよい。これに加えて、他の生体適合性金属がステンレス鋼の代わりに使用されてよい。上記の要約欄に言及すると、また、アパーチャプレート６の単一層５を製造するとき、他の材料が使用されてもよい。

例示的なアパーチャプレート６は、複数の凹部１０（一例では、３つ）を備える。凹部１０は、２つの環状凹部１０_１及び１０_２と、１つの中心の円形凹部１０_３とを備える。環状凹部１０_１及び１０_２は、円形凹部１０_３における中心と同心である。ゆえに、凹部１０は、円形凹部１０_３の中心と一致しているアパーチャプレート６の中心に対して回転対称となるように形状が決定されるとともに配置されている。

凹部１０は、流体側７に面している開口１１を有するか、一例ではアパーチャプレート６の流体側７において開口１１を有する。凹部は、開口１１に対向する底１２を有する止まり穴として形成される。図２及び図５において平面視において示される形状は、凹部の開口１１によって制御される。

凹部２０の代替的な幾何学的形状及び配置が図５Ａ～図５Ｉにおいて示されている。
平面視により、それらの凹部２０の、すなわち開口２１の形状が様々であってよいことが分かる。形状は、円形形状（図５Ａ，図５Ｃ，図５Ｄ，図５Ｇ及び図５Ｉのような）、環状形状（図５Ｄ及び図５Ｉのような）、四角形形状（図５Ｂのような）、矩形形状（図５Ｂ及び図５Ｅのような）、線及び格子形状（図５Ｅ及び図５Ｈのような）、三角形形状（図５Ｇのような）、環状セクション（図５Ｆのような）、円形セクション（図５Ｆのような）等を含んでよい。これらの形状は、所望のように組み合わされてよい。凹部２０の形状およびパターンを選択することによって、アパーチャプレート６の共振周波数が調整されてよい。これに加えて、振動の固有モード（固有振動数／共振モード）は、選択されたパターンによって影響されてよい。

一例では、環状圧電素子８が、アパーチャプレート６を振動させるために使用されるので、アパーチャプレートの励振は、回転対称である。結果として、図５Ａ，図５Ｃ，図５Ｄ，図５Ｆ，図５Ｇ，図５Ｉにおいて示されているような回転対称のパターンを使用することが有利であることが分かっている。なお、図５Ｃは完全には回転対称でないが、それでもなお、回転対称であると考えられるのに十分近い。

さらに、構造は、比較的小さなセクションに分割されるものであり、それによって応力破損のリスクを最小限にする。さらに、切欠き部の応力のリスクを低減するために、エッジは回避されるものである。最後に、相対的に大きな面積を有する中心凹部は、ドーム形成プロセス（すなわち、凹部１０及びアパーチャ２０の形成後のアパーチャプレート６の湾曲／曲げ）中の安定性に関して有利であることが分かっている。

アパーチャプレート６が環状圧電素子８によって励振される場合、１つの振動周期中の振動振幅は、中心（３０_１）及び中心の周りの同心リング（３０_２）に位置してよい（図７参照）。凹部１０、又は凹部１０のうちの少なくともいくつかを振動振幅に対応して位置付けることによって、多数のアパーチャ２０を提供する必要なく、ＴＯＲをさらに増加させることが可能である。

前述のことを考慮に入れると、図５Ａ，図５Ｃ，図５Ｄ，及び図５Ｉにおいて示されるような形状およびパターンは、最良の結果を約束する。
図５Ａにおけるパターンは、複数の等しく寸法が決定された円形凹部１０を備える。中心凹部１０_１及び複数の凹部１０_２（本例では６個）は、中心凹部１０_１と同心のリング上にそれぞれの中心を有して配置されている。

図５Ｃにおけるパターンは、円形領域に形成されている複数の凹部を備え、それらは、好ましくは、等間隔に離れており、同心のリング及び／又は半径線上にそれらの中心を有して配置されている。

図５Ｄにおけるパターンは、図２において示されるパターンに対応する。図５Ｉにおけるパターンは、図５Ｄにおけるパターンと異なり、図５Ｄにおけるように２つではなく、１つの環状凹部１０のみが提供される。

凹部１０は、周囲側壁１３を有する。円形凹部１０_３の場合では、周囲側壁１３は、円筒の覆いに対応する。さらに、図３及び図４における断面では、周囲側壁の部分が互いに対向している（面している）。円形凹部１０_１及び１０_２の場合では、互いに対向して位置付けられる、すなわち互いに面している２つの周囲側壁１３が提供されている。

図６に関して、周囲側壁１３は、様々な形状（幾何学的形状）を想定してよい。図６Ａ及び図６Ｂにおいて示されるように、周囲側壁の対向する部分、すなわち面している周囲側壁は、底１２に向かって先細になってよい。ゆえに、流体１１０は、アパーチャ２０の後述する入口開口２１に向かって案内されてよい。

図６Ａにおいて示されている例では、周囲側壁は、段状になっており、複数のステップ１４を有する。そうした構成は、超短パルスレーザを使用するレーザミーリングによって、流体をアパーチャの入口開口２１に向かって案内するための凹部のサイズに応じて凹部を製造するときに有利であることが分かっている。

同様の効果が、また、周囲側壁１３が流体側７から噴霧側９への方向に対して傾斜するときに達成されてもよい。この例では、しかしながら、周囲側壁１３は、段状になっているのではなく、直線状である。

周囲側壁１３は、その代わりに、アパーチャプレートの流体側７から噴霧側９への方向に対して凹状形状又は凸状形状（すなわち、湾曲した形状）を有してよい。ゆえに、凹部１０の底１２、したがってアパーチャ２０の開口２１に向けた流体案内又はそこにおける流体保持は、７０μｍ未満の最小寸法を有する比較的小さな凹部に関して改善される。それに加えて、潜在的なエッジ又は角は回避され、したがって使用中のクラック形成のリスクを最小限にすることが可能である。凹状形状は、図６Ｄにおいて示される。凸状形状は、図６Ｅにおいて示され、漏斗形状が図６Ｆにおいて示される。漏斗形状は、応力ピークを回避するのに有益であってよい。同様のことが図６Ｇにおける「Ｓ」字型の周囲側壁１３に当てはまる。

凹部１０の特性の測定を可能にするための最も単純な構成の観点から、直線形状の周囲側壁１３が好ましくてよい。この文脈では、直線は、アパーチャプレート６の流体側７から噴霧側９への方向と平行であることを意味する。ゆえに、対向する周囲側壁１３又は１つの周囲側壁３０の対向する部分は、互いに平行に延在してよい。係る構成は、図６Ｃ並びに図３及び図４において示される。

先に示したように、凹部１０は、超短パルスレーザを使用することによって単一層５に形成されていてよい。この文脈では、凹部１０は、好ましくは、レーザミーリングによって生成され、レーザビーム及び／又はアパーチャプレート６の単一層５を、互いに対して移動させ、それにより単一層５の材料が徐々に除去される。

凹部１０の最小寸法Ｄ_Ｒは、中心凹部１０_３については３００μｍ、環状凹部１０_１及び１０_２については２５０μｍであってよい。しかしながら、他の寸法も考えられる。例えば、流体側７に面している凹部１０の開口１１の最小寸法Ｄ_Ｒは、４０μｍと５００μｍとの間、７０μｍと４００μｍとの間、又は９０μｍと３００μｍとの間であってよい。

この文脈では、円形中心凹部１０_３についての最小寸法Ｄ_Ｒは、円の直径に対応する。環状凹部１０_１及び１０_２の最小寸法Ｄ_Ｒに関して、最小寸法Ｄ_Ｒは、環状リングの幅に対応する（図２参照）。

単一層５の厚さＴは、１００μｍであってよい。
凹部１０の深さ又は長さＬ_Ｒは、単一層５の厚さＴの８０％～９５％の間で選択されてよい。したがって、凹部１０の深さＬ_Ｒは、８０μｍ～９５μｍの間であってよい。

しかしながら、単一層５の厚さＴは、５０μｍ～２００μｍの間の範囲内にあってよい。これに加えて、凹部１０の深さＬ_Ｒは、単一層５の厚さＴの５０％以上に選択されてよい。

各凹部１０は、底１２に形成され、底１２から単一層５の噴霧側９（第２の側）まで延在している複数のアパーチャ２０を有する。
各凹部１０は、底１２に形成されている２個以上、２０個以上、又は５０個以上、１００個以上のアパーチャ２０を有してよい。多くても各凹部は、５，０００個又は１０，０００個のアパーチャ２０を有してよい。

各アパーチャ２０は、底１２における入口開口２１と、単一層５の噴霧側（第２の側）９における出口開口２２とを有する。アパーチャ２０は、実質的に円筒形（図４Ａにおいて示されるような直線側壁２３）であるか、円錐形（図４Ｂにおいて示されるような傾斜のある側壁２３）であってよく、小さい方の開口（したがって出口開口２２である）が噴霧側９において位置付けられる。しかし、幾何学的形状はこれに限定されず、他の幾何学的形状も考えられる。例えば、円錐形形状又は漏斗形状のアパーチャは、図４Ｃにおいて示されるように、小さい方の開口が流体側（凹部１０の底１２）にあるように配向されてよい。この場合では、アパーチャ１０の入口開口２１は、円形であってよく、凹部１０の底１２における直径Ｄ_Ｅ（入口開口２１の直径）は、１μｍと７μｍとの間であってよく、好ましくは、１．５μｍと５μｍとの間であってよく、最も好ましくは、１．５μｍと３μｍとの間であってよい。噴霧側９に面している直径Ｄ_Ａ（出口開口２２の直径）は、２μｍと１２μｍとの間であってよく、好ましくは、２．５μｍと１０μｍとの間であってよく、最も好ましくは、３μｍと８μｍとの間であってよい。

アパーチャ２０の出口開口２２のサイズは、ＭＭＤに重大な影響を及ぼす。流体に応じて、ＭＭＤは、出口開口２２の直径Ｄ_Ａよりも線形的により大きく、したがって、正比例する。したがって、図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｄにおけるアパーチャ２０は、噴霧側に面している直径Ｄ_Ａ（出口開口の直径）を有する円形であってよく、該直径は１μｍと７μｍとの間であってよく、好ましくは、１．５μｍと５μｍとの間であってよく、最も好ましくは、１．５μｍと３μｍとの間であってよい。

単一層５におけるアパーチャ２０の長さＬ_Ａ（高さ又は深さとしても称されてよい）は、３μｍと５０μｍとの間であってよい。別の例では、単一層５におけるアパーチャの長さＬ_Ａは、５μｍと２０μｍとの間であってよい。場合によってはさらなる一例では、単一層におけるアパーチャの長さＬ_Ａは、１０μｍと２０μｍとの間であってよい。他の範囲は５μｍ～１５μｍ、５μｍ～１２μｍ、又は１０μｍ～１５μｍであってよい。

さらに、上記に詳細に述べられたように、ＴＯＲ及びＭＭＤは、ノズル部分の幾何学的形状、すなわち、そのアパーチャの幾何学的形状（特に長さ及び直径）に強く依存する。凹部を形成することにより、小さく、比較的均一であるか、一定である凹部の底の厚さが達成される。したがって、アパーチャの長さは、非常に明確に決定されてよい。加えて、比較的短いアパーチャの形成は、入口側（流体側に対応）及び出口側（噴霧側に対応）における直径に関してはるかにより正確である。結果として、アパーチャの互いに対するはるかにより一貫した幾何学的形状が達成されることが可能であり、ＧＳＤが低減されてよい。その結果、アパーチャプレートは、アパーチャの幾何学的形状、したがって、ＴＯＲ、ＭＭＤ、及びＧＳＤに関して改善された再現性において製造されることが可能である。したがって、エアロゾル（噴霧される流体）の特性は、同じ製造プロセスから得られる異なるアパーチャプレート間においてより一貫している。

アパーチャ２０は、凹部１０を形成するために使用されるのと同じ超短パルスレーザによって形成されてよい。しかしながら、従来技術において使用されるような、短パルスレーザも、アパーチャ２０を形成するために使用されてよい。

いずれにしても、アパーチャ２０の形成は、好ましくは、ほぼ一定なレーザのフルエンスにおける１つのレーザ穿孔段階において行われる。アパーチャ（すなわち、ノズル部分）の幾何学的形状の正確さを増加させるために、アパーチャを形成するためのただ１つの穿孔段階が好ましい。ただ１つのレーザ穿孔段階を使用するとき、入口側（流体側に対応する）及び出口側（噴霧側に対応する）における直径は、上記の利益で非常に明確に決定されることが可能である。

別の態様では、凹部の底におけるアパーチャは、また、異なるフルエンスを有する２つのレーザ穿孔段階を用いて穿孔されてもよい。例えば、第１のフルエンスを用いる第１のレーザ穿孔段階が、凹部の底におけるアパーチャの第１部を形成するために使用されてよく、第１のフルエンスよりも低い第２のフルエンスを用いる第２のレーザ穿孔段階が、アパーチャを仕上げる（すなわち、完全に底を貫通する）ために使用されてよい。この例では、ノズル部分は第２のレーザ穿孔段階のみによって決定されてよい。ゆえに、底は、アパーチャを形成するために１つより多いレーザ穿孔段階を使用するとき、より厚い（より低い凹部の深さ）ままであってよい。これは、アパーチャプレートのより大きな機械的剛性を提供してよい。２つのレーザ穿孔段階を使用するとき、図４Ｄにおいて示されるように、第１のレーザ穿孔段階において形成されるアパーチャ２０の一部分２０ａは、湾曲した内周面、理想的には半球状の内周面を有していてよい。レーザビームの伝搬は、非線形関数である。ゆえに、アパーチャ２０の湾曲した形状は、アパーチャ２０が形成される表面から離れるように／その表面に対してレーザビームの焦点を調整する／変位させることによって可能である。第１のレーザ穿孔段階において形成されるアパーチャ２０の一部分２０ａの湾曲した内周面を形成するために、レーザビームの焦点は、凹部１０の底１２から離れた単一層５の噴霧側９までの距離において位置付けられていてよい。第２のレーザ穿孔段階において形成されるアパーチャ２０の一部分２０ｂは、噴霧側９において小さい方の開口を有する円錐形又は漏斗形状であるか、図４Ａのように円筒形であってよい。ただ１つのレーザ穿孔段階と比較して、凹部１０の底１２と噴霧側９との間の単一層５の残りの厚さＬ_Ａは、より大きく、それによりアパーチャプレート６の振動特性及び安定性が改善されてよい。

製造方法は、第１の工程として、単一層５の第１の側（流体側７）からの凹部１０の形成を備えてよい。
第２の、続く工程では、アパーチャ２０が、単一層５の第１の側から凹部１０の底１２において形成される。その代わりに、アパーチャ２０は、単一層５の第２の側（すなわち、噴霧側９）から凹部１０の底１２において形成されてよい。これは、特に、図４Ｃにおいて示されるように、噴霧側９にある大きい方の開口を有する円錐形形状又は漏斗形状を有するアパーチャ２０を目指すときの場合である。

続いて、前述したように、アパーチャプレート６及び／又は単一層５は、ドーム状にされてよい。
参照符号リスト
１ 振動可能ヘッド
２ 噴霧装置
３ ハウジング
４ 支持部材
５ 単一層
６ アパーチャプレート
７ 流体側（第１の側）
８ 振動器
９ 噴霧側（第２の側）
１０ 凹部
１１ 開口
１２ 底
１３ 周囲側壁
２０ アパーチャ
２０ａ 湾曲部分
２０ｂ 漏斗形状部分
２１ 入口開口
２２ 出口開口
２３ 側壁
３０ 振動振幅
１００ 吸入器
１０２ 第１のハウジング部
１０４ エアロゾルチャンバ
１０６ マウスピース
１０８ 第２のハウジング部
１１０ 流体
１１２ エアロゾル
１１４ 第２のハウジング部における凹部
１１６ 第１のハウジング部における凹部
１１８ 接続部分

Claims (20)

1. 吸入器（１００）用の噴霧装置（２）であって、前記噴霧装置（２）は、
   流体（１１０）が供給される流体側（７）と、前記流体が噴霧される噴霧側（９）と、を有するアパーチャプレート（６）を備え、
   前記アパーチャプレート（６）は、単一の材料からなる単一層（５）を備え、複数の凹部（１０）が前記単一層（５）において形成されており、前記凹部（１０）は、前記流体側（７）に面している開口（１１）と、前記噴霧側（９）に面している底（１２）と、を各々有しており、複数のアパーチャ（２０）が前記凹部（２０）の各々の前記底（１２）において形成されている、噴霧装置。
2. 前記凹部（１０）がレーザ切削されているか、前記アパーチャ（２０）がレーザ穿孔されているか、又はその両方である、請求項１に記載の噴霧装置。
3. 前記凹部（１０）の表面の算術平均粗さ（Ｒａ）は、０．４μｍ以下である、請求項１又は２に記載の噴霧装置。
4. 前記凹部（１０）のうちの少なくともいくつかは、前記アパーチャプレート（６）の振動時における前記アパーチャプレート（６）の揺動の振幅（３０）の領域に配置されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の噴霧装置。
5. 前記アパーチャプレート（６）を振動させるように構成されている振動器をさらに備え、前記振動器は、前記アパーチャプレート（６）を直接励振するように、前記アパーチャプレート（６）の表面部分、又は前記アパーチャプレートを支持している支持部材に対して取り付けられている、請求項１～４のいずれか一項に記載の噴霧装置。
6. 前記振動器は、環状圧電素子（８）であり、前記凹部（１０）は、回転対称のパターンにおいて前記層に配置されている、請求項４に記載の噴霧装置。
7. 前記凹部（１０）は、１つ以上の環状凹部、１つ以上の円形凹部、又はその両方を含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の噴霧装置。
8. 凹部（１０）の前記底（１２）における前記アパーチャ（２０）は、５μｍと９０μｍとの間、又は５μｍと５０μｍとの間のピッチで配置されている、請求項１～７のいずれか一項に記載の噴霧装置。
9. 凹部（１０）の前記底（１２）における前記アパーチャ（２０）の密度は、２００個／１ｍｍ^２と４０，０００個／１ｍｍ^２との間である、請求項１～８のいずれか一項に記載の噴霧装置。
10. 前記凹部（１０）は、周囲側壁（１３）を有し、前記周囲側壁（１３）は、段状であるか、傾斜しているか、湾曲しているか、直線状である、請求項１～９のいずれか一項に記載の噴霧装置。
11. 前記流体側（７）に面している前記凹部（１０）の前記開口（１１）の最小寸法（Ｄ_Ｒ）が、４０μｍと５００μｍとの（好ましくは７０μｍと４００μｍとの）間であり、最も好ましくは９０μｍと３００μｍとの間である、請求項１～１０のいずれか一項に記載の噴霧装置。
12. 前記アパーチャ（２０）は、前記噴霧側に面している直径（Ｄ_Ａ）を有する円形であり、該直径は、１μｍと７μｍとの間であり、好ましくは１．５μｍと５μｍとの間であり、最も好ましくは１．５μｍと３μｍとの間である、請求項１～１１のいずれか一項に記載の噴霧装置。
13. 前記単一層（５）における前記アパーチャ（２０）の長さ（Ｌ_Ａ）は、３μｍと５０μｍとの（好ましくは５μｍと２０μｍとの）間であり、最も好ましくは１０μｍと２０μｍの間である、請求項１～１２のいずれか一項に記載の噴霧装置。
14. 前記単一層（５）は、前記流体側（７）から前記噴霧側（９）への方向において厚さ（Ｔ）を有し、前記凹部（１０）は、前記単一層（５）の前記厚さの５０％以上の深さ（Ｌ_Ｒ）、好ましくは前記単一層（５）の前記厚さの８０％と９５％との間の深さ（Ｌ_Ｒ）を有する、請求項１～１３のいずれか一項に記載の噴霧装置。
15. 各凹部（１０）は、その底（１２）に形成されている２個以上、２０個以上、５０個以上、又は１００個以上の前記アパーチャ（２０）を有する、請求項１～１４のいずれか一項に記載の噴霧装置。
16. 前記単一層（５）の前記単一の材料は、金属であり、好ましくはステンレス鋼である、請求項１～１５のいずれか一項に記載の噴霧装置。
17. 前記アパーチャ（２０）は、円錐形であるか、又は漏斗形状である、請求項１～１６のいずれか一項に記載の噴霧装置。
18. 前記アパーチャの小さい方の開口は、前記噴霧側（９）に面しているか、前記凹部（１０）の前記底（１２）に位置する、請求項１７に記載の噴霧装置。
19. 前記アパーチャ（２０）は、湾曲形状又は半球状の形状を有する第１の部分（２０ａ）と、円錐形又は漏斗形状の形状を有する第２の部分（２０ｂ）であって、小さい方の開口が前記噴霧側（９）に面している第２の部分（２０ｂ）と、を備える請求項１～１６のいずれか一項に記載の噴霧装置。
20. 前記アパーチャ（２０）の内寸、前記凹部（１０）の内寸、又はその両方が、前記単一層（５）によってのみ制御されている、請求項１～１９のいずれか一項に記載の噴霧装置。

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