JP3241729B2 - 供給装置 - Google Patents

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、霧化したミストとして液体を分配供給する
装置に関し、特に吸入治療の医薬を分配供給することに
限るものではない。
GB−224049Aで分配供給装置が知られている。この装
置では、孔の開いた薄膜を振動し、それによって薄膜背
面に接する液体が薄膜前面から霧化されたミスト叉はス
プレーとして供給される。その装置では、薄膜が振動す
る供給周期を規定する制御回路の動作に基づいて所定の
服用量が供給される。また、供給液は薄膜が前壁を構成
している部屋に収容される。
上記装置は、不使用時に部屋の中の液体が薄膜の孔を
介して空気にさらされ、そのために蒸発して減少した
り、細菌に汚染され品質低下するという問題がある。
また、液体が薄膜を介してミストとして供給される率
が変化することによって、供給時間中に供給される全体
量が変化するという別の問題がある。
本発明では、供給出口を形成するハウジングと、出口
に晒された前面と使用時に供給される液体と接触する背
面とを有する孔の開いた薄膜と、ハウジングに接続さ
れ、薄膜を介して液滴を供給するために薄膜を振動させ
る振動手段と、ハウジングに接続された液供給手段と、
連続的に動作する際に、計量された所定量の液を液供給
手段から移送して薄膜の背面に接触させる移送手段とを
備え、使用時に、薄膜を介して供給される計量された所
定量に対して必要な供給時間よりも大きな動作時間振動
手段を動作することで、計量された所定量の液体が霧化
されたミストとなって出口で供給されるようにした供給
装置を提供する。
上記装置では、薄膜の背面と接する液のすべてを一服
の服用量として容易に供給できるという利点がある。そ
のために、連続動作の間の非使用時間中、液と周囲の空
気との接触を避けることができる。薬液の場合、液中に
防腐剤を使用する必要が無くなるし、蒸発ロスをなくす
ことができるので、特に重要なことである。
上記液供給手段はピペットを有し、供給手段は、ピペ
ット内に移動可能に設けられて液を移送するピストン
と、所定距離ピストンを連続的に動かして計量された所
定量の液を移送するインデキシング手段とを有すること
が好ましい。
代わりに、液供給手段は液を収容する容器を備え、移
送手段は容器に連結された計量ポンプを備え、この計量
ポンプは室を形成するシリンダと、各動作ストロークの
際に上記室から所定量の計量された液を移送するために
シリンダ内に往復動可能に設けたピストンとを備えても
よい。
また、代わりに、移送手段は、液を移送する電動ポン
プと、ポンプをオンすると共に、計量された所定量の液
の移送後にポンプをオフする制御手段とを備えてもよ
い。
別の装置では、液供給手段は供給液が圧力下で保持す
る圧力供給容器を備え、移送手段は容器から所定の計量
された液を放出する計量弁を備えている。
さらに別の装置では、液供給手段は計量された所定量
の液を収容する複数のセルを備え、移送手段はそれぞれ
のセルの内容物を各動作時に放出する供給ステーション
を備えている。
ハウジングは、振動手段に周囲を接続し、薄膜で覆わ
れた中央開口を有する環状部材を備えているのが好まし
い。
環状部材は、装置が使用時に所定動作方向に保持され
た場合に、半径方向内方に向けて下方に傾斜した窪みの
上面を備えているのが好ましい。
環状部材の上面が液をはじく材料で形成するのが好ま
しい。これにより上面に供給された液滴は半径方向内方
に向けて移動し、薄膜と接する。
環状部材が、開口を形成すると共に、供給される液滴
を使用時に収容するウエルを薄膜と共に形成する半径方
向の最も内側の表面部分を備えているのが好ましい。
ハウジングは、空気入口と出口ポートとの間を連絡す
るダクトを形成しており、上記供給出口は空気入口と出
口ポートの中間でダクト内に配置され、薄膜の前面がダ
クト内で空気に晒されている。
出口ポートは経口叉は鼻からの使用に対する吸入ポー
トであってもよい。
そのような配置は、霧化されたスプレー液をダクト内
を通る吸入空気の流れに乗せる吸入薬液投与の場合に有
益である。
本発明の装置では、空気入口から出口ポートにダクト
を介して空気の流れを形成すべく動作するように、空気
インペラをハウジングに接続してもよい。
そのような配置は化粧品や香水を供給するために使用
できる。また、そのような装置は、ダクトに連絡するよ
うにハウジングに設けたアイカップで使用者の目に投薬
される非外傷性のミストを、眼科薬を使用して作るよう
な眼科的な使用にも適用できる。
図１は、本発明に係る第１の装置の断面図である。
図２は、インデキシング機構を有するピペットを備え
た別の装置の断面図である。
図３は、計量ポンプを有する別の装置の断面図であ
る。
図４は、電動ポンプを有する別の装置の断面図であ
る。
図５は、計量弁を有する圧力供給容器を備えた別の装
置の断面図である。
図６は、液体供給手段が複数のセルを有し、それらの
内容物が連続動作中に供給ステーションで放出される別
の装置の断面図である。
図７は、眼科薬を供給する場合に使用する別の装置の
断面図である。
図８は、化粧品を供給するために空気インペラを備え
た別の装置の断面図である。
本発明の特定の具体例を、添付図面を参照して説明す
る。
図１において、第１の装置は出口３を形成したハウジ
ング２を備えている。ハウジング２は環状部材４を備え
ており、これが中央の開口５を形成している。また、開
口５は、孔を開けた薄膜６で覆われている。
薄膜６はその周囲で環状部材４に接着されて開口５を
塞いでいる。薄膜６には径が３ミクロンの孔７が25ミク
ロンの間隔を置いて形成されている。
環状部材４は水平方向に広がり、薄膜６の前面８が下
方に向き、薄膜の背面９が上方に向いている。
環状部材４は半径方向に一定の厚みをもって広がり、
環状のピエゾ電気変換器10と接触している。上記変換器
は、これを作動させることができる発振回路11（図示せ
ず）に接続されている。変換器10は、環状部材４の面に
対して直角に振動が与えられるように配置されている。
これにより、薄膜６を軸方向に刺激する−すなわち薄膜
を垂直方向に動作させる−ように、横方向の音波が環状
部材の半径方向内側に伝達される。
薄膜６は環状部材４の底面に接着11されている。その
ため、開口５における部材の厚みにより薄膜６の上方の
開口５には浅いウエル（井戸のような孔）12が形成さ
れ、これは環状部材４の垂直環状面13によって半径方向
に限定されている。
移送手段14はハウジング２の内部に位置しており、そ
れぞれの作動時に計量された所定量の液体を液体供給手
段16から送り出すようにアクチュエータ15によって作動
される。その液体は移送管17を介して、薄膜６のごく近
傍であってその上方の移送位置18に送られる。
液体の小滴（液滴）19が薄膜６上のウエル12内に位置
させて示してある。この状態は、移送手段14が、20マイ
クロリットルの計量された液体を供給すべく動作した直
後の状態である。上記薄膜は、出口３の周囲の空気中に
霧化されたスプレー20を形成すべく振動する。
使用する場合、最初、薄膜６には液体は無い。計量さ
れた所定量の液体が移送装置14の動作によって供給さ
れ、液滴がウエル12上に置かれる。次に、振動手段が動
作してタイマ（図示せず）で規定された所定の動作時間
薄膜６が振動する。
動作時間は、液滴19に含まれる液体をすべて霧化され
たスプレー叉はミストとして薄膜の孔７を介して供給す
るために必要な供給時間よりも大きく選択する。
実際には、所定量の液体をすべて供給するのに必要な
供給時間は動作ごとに変化するので、動作時間は変動量
に適応するための平均供給時間よりも十分大きく選択さ
れる。そのため、供給された液体の量は、液体が薄膜を
介して流出する率とは無関係である。
また、振動手段は、次に使用するまで動作しない。
図２に示すその他の装置30を説明する。なお、適当な
場合には、対応する要素には、図１の参照番号に対応す
る参照番号を使用する。
第２の装置30は、環状部材４を有するハウジング２を
備えている。上記環状部材４は、変換器10の動作に基づ
いて振動する薄膜６を支持している。上記環状部材４は
上面31を有し、これは窪みであって半径方向内側に向か
って下方に傾斜している。そのために、開口５が表面31
の最も低い部分に位置し、上面31上の液体がウエル12に
排出されるようになっている。
上記排出動作を助け、上面に供給された液体のすべて
の液滴が薄膜６と接する通路に辿りつくように、上面31
は液体をはじく面で覆われている。
ハウジング２には、空気の入り口33と経口吸入に適し
た吸入ポート34との間を連絡する、水平方向に延びる円
筒形のダクト32が形成されている。出口３は、ダクト32
と連結するように、入り口33と吸入ポート34との中間に
位置している。薄膜６は、ダクト32内の空気に直に接す
る前面８を備えている。
第２の装置30は、ピペット35を有する移送手段14を備
えている。ピペット35の中では、ピペットから計量され
た液体38を移送するために、インデキシング（指針）機
構37によって不連続にピストン36が移動可能となってい
る。インデキシング機構37の各動作時に計量された所定
量の液体を供給して薄膜６に接触させるために、ピペッ
ト35と移送位置18との間を移送管17が連結している。
使用の際には、インデキシング機構が動作して液滴を
ウエル12に移送し、次に振動手段が動作する。薄膜６の
振動により、ウエル内の液体が完全に消費されるまで、
液滴の細かいミストがダクト32に放出される。使用者が
吸入ポート34を介して空気を吸入すると、ダクト内の空
気の流れにミストが乗り、その液体が経口で使用者の肺
に送り込まれる。
第３の装置40が図３に示されており、適当な場合には
対応する要素に対しては先の図面のそれに対応する参照
番号を使用して説明する。
第３の装置40は、ハウジング２、環状部材４、及び図
２に示す第２の装置30で説明した形式のダクト32を備え
ている。第３の装置40は、移送手段14が手動で動作する
計量ポンプ41である点で異なる。そのポンプ41は、アク
チュエータ44によって動作するピストン43を収容するシ
リンダ42を備えている。各動作時、ピストン43を１スト
ローク動かすと、計量された所定量の液体がシリンダ42
から移送され、これは一方向の出口弁45を介して移送管
17に流れる。次に、ピストンが静止位置に戻ると、部屋
には次回の操作に向けて再び液体が充満される。シリン
ダ42とピストン43は図３に縮尺を無視して図示されてお
り、実際の装置での適当なストローク及び計量する量
は、各動作時に液体を一滴供給するように選択される。
液体は入口弁47を介して容器46からポンプ41に供給さ
れる。その容器は大量の計量された液体を収容すること
ができる。
使用時、アクチュエータ44の手動押圧動作によって計
量ポンプ41が作動し、ピストン43の１ストロークによっ
て一滴の液体が移送管17を介して薄膜６上に移送され
る。
次に、変換器10が動作して薄膜を振動し、霧化された
液滴がダクト32に供給され、ここで霧化された液滴は吸
入ポート34を介して使用者に吸入される。液滴が消費さ
れるのに充分な時間が経過すると、変換器は停止して装
置は次回の使用に向けて準備される。
図４に示す第４の別の装置50を、適当な場合には対応
する要素に対しては先の図面のそれに対応する参照番号
を使用して説明する。
その装置50は図３に示す第３の装置に類似している
が、電動ポンプ51が設けてある。この電動ポンプ51は、
制御回路52によって起動されると、容器46から移送位置
18に液体を搬送することができる。
そのポンプ51は、起動されると連続的に液体を送り出
す蠕動ポンプである。また、制御回路52は、ポンプ51の
動作時間を制御して、所定の計量された液体を送り出
す。
所定の計量された液体が薄膜６上に送られた場合に、
装置50は上述した第３の装置40と同様に動作する。
図５に示す第５の装置60を、適当な場合には対応する
要素に対しては先の図面のそれに対応する参照番号を使
用して説明する。
第５の装置60は、図２、３、及び４を参照して既に説
明したものと同一の一般的な型式の薄膜６を支持する環
状部材４を有するハウジング２を備えている。液体は、
ガスボンベ式噴霧器で一般に使用される型式の圧力式供
給容器61に収容されている。その容器61は、容器61に対
してステム63を押圧することによって、その管状ステム
63を介して計量された所定量の液体を供給する計量弁62
を備えている。
ステム63はハウジング２に固定されたソケット64内に
収容され、容器61はハウジングの上方に向かって延びる
管状シース（覆い）65に対して相対的に移動可能であ
り、容器がステム63に対して相対的に移動するようにな
っている。そのために、ハウジング２に対して容器61を
手動で押圧すると、計量弁62が動作する。
ソケット64は、ステム63に通じる移送オリフィス66を
形成しており、これを介して液体が薄膜６上に移送され
る。
使用時には、ウエル12内に収容された一滴の液体を霧
化するのに十分な時間、変換器10の動作に基づいて薄膜
が振動し、細かなミストがダクト32を介して経口吸入さ
れる。
図６に示す第６の装置70を、適当な場合には対応する
要素に対しては先の図面のそれに対応する参照番号を使
用して説明する。
第６の装置70は、ハウジング２、環状部材４、及び図
２から５を参照して説明した型式の薄膜６を備えてい
る。移送手段14は液体供給手段71を備えており、そこに
は計量された所定量の液体が個々のセル72に収容されて
いる。セル72は供給位置73に搬送され、アクチュエータ
74の押圧動作によってセルの内容物が放出されると共に
セルの内容物が移送管17を介して薄膜６上に送られる。
セル72は使い捨てストリップ75上に形成されたゼラチ
ンカプセルを備えている。各供給動作の際に、ストリッ
プ75は供給位置73に搬送され、そこでアクチュエータ74
の動作によってカプセルが破裂する。
第７の装置80が図７に示されており、適当な場合には
対応する要素に対しては先の図面のそれに対応する参照
番号を使用して説明する。
第７の装置80は図２の第２の装置30を基本としている
が、改良されたハウジング81を備えている。そのハウジ
ング81には、図２の吸入ポート34がアイカップ82に置き
換えられており、空気の入口33に空気インペラ83が設け
てある。
空気インペラ83は電動モータ85で動作するファン84を
備えており、ダクト32に沿った空気の流れを形成する。
また、空気放出穴86はアイカップ82の近くに設けてあ
り、アイカップの周方向に空気が逃げるようになってい
る。
第７の装置80は、図２の第２の装置30と同様に、ダク
ト32にエアゾールミストを供給すべく動作する。液体と
して供給されるものは目薬で、これはアイカップ82を当
てた使用者の目に非外傷性のミストとして供給される。
第８の装置90が図８に示されており、適当な場合には
対応する要素に対しては先の図面のそれに対応する参照
番号を使用して説明する。
第８の装置90は図１の第１の装置１を基本としている
が、改良されたハウジング91を備えている。このハウジ
ングは円筒ダクトを形成しており、そこでは使用時に霧
化されたミストを放出するように出口３が開放されてい
る。ダクト92は出口93を備えており、空気入口33に位置
するインペラ83でダクト92を通る空気の流れが形成され
ると、その空気が出口93を介して放出される。空気イン
ペラ83は、電動モータによって動作するファン84を備え
ている。
第８の装置90は、主に化粧品、香水、芳香剤を供給す
るものである。
図１に示す装置は、医学上の吸入治療以外の、例えば
香水を含む化粧品を供給することに使用することができ
る。
図２から６の装置は吸入治療に適しており、薄膜を介
した液滴の放出と使用者の吸入に同期させるために、吸
入センサをそれぞれ設けてもよい。吸入ポートは、経口
叉は鼻からの吸入に適している。
蠕動ポンプを有する図４に示す第４の装置は、EP−03
98583Aに記載されている型式のピエゾ電気マイクロポン
プを代わりに使用してもよい。そのポンプでは、ピエゾ
電気変換器の動作によってダイヤグラムが往復動作す
る。
図７に示す第７の装置80には、図３叉は図４に記載さ
れている型式の計量ポンプを代わりに設けてもよいし、
図５に示す第５の装置における圧力式供給容器61と計量
弁62を代わりに用いることができる。また、図６の液体
供給手段71は第７の装置80に用いることもできる。
同様のことが第８の装置についても適用でき、薄膜６
上に液滴を供給するために類似の別の装置を使用しても
よい。
図７及び８の空気インペラ83は、同様の機械的に駆動
されるファンなどの装置やベローズ装置に置き換えるこ
とができる。
第５の装置70では、個々のセルを形成する異なる型式
のパッケージを使用してもよい。例えば、プラスチック
ストリップ、アルミニウムストリップ、叉はラミネート
されたストリップを加工して予め計量された量の液体を
収容するセルを形成するポケットを作り、それらのポケ
ットをプラスチック、アルミニウム箔、叉はラミネート
からなる第２のストリップで閉鎖するようにしてもよ
い。
図６に示す装置では、それぞれの計量された所定量の
液体は製造時にパッキング中に収められる。供給装置の
各動作時に各服液が消費される。この装置では、必要な
服用量を選択叉は処方できるように予め決められたパッ
ケージ化された服用量の連なりを提供すれば、装置によ
って投与されるそれぞれの服用量を提供できるという利
点がある。
それぞれの装置に対する上述の薄膜の振動周期は、キ
ロヘルツからメガヘルツの範囲で適当な値が選択され
る。
図５の圧力供給容器は、気化する発射材料と液体と混
合された従来の型式のものか、圧力下で圧縮されたガス
から供給されるようになった容器のような型式のもので
ある。液体は破壊可能な袋叉は部屋の中に、発射液叉は
ガスから別れて収容される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バーンズ、ポール イギリス国、ピィイー32 １アールエ ル、ノーフォーク、キングス・リン、ミ ドルトン、フェア・グリーン、グラハ ム・ドライブ 15番 (72)発明者 ブレイス、ジェフリ アメリカ合衆国、27512、ノース・カロ ライナ州、カリー、ポスト・オフィス・ ボックス 5033、ローラ・ダンカン・ロ ード 2450番、テナックス・コーポレー ション内 (56)参考文献 特開 平４−100557（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−153172（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−236664（ＪＰ，Ａ) 特公 昭52−47572（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B05B 17/06

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】供給出口（３）を形成するハウジング
    （２）と、出口に晒された前面（８）と使用時に供給さ
    れる液体と接触する背面（９）とを有する孔の開いた薄
    膜（６）と、ハウジングに接続され、薄膜を介して液滴
    を供給するために薄膜を振動させる振動手段（10）と、
    ハウジングに接続され、出口弁（45、62）を有する液供
    給手段（16）と、連続的に動作する際に、計量された所
    定量の液（19）を液供給手段から出口弁を介して移送し
    て薄膜の背面に接触させる移送手段（14）と、薄膜を介
    して供給される計量された所定量の液に対して必要な供
    給時間よりも大きな動作時間振動手段を動作させる手段
    とを備え、使用時に、計量された所定量の液体が霧化さ
    れたミストとなって出口で供給されると共に次回の連続
    動作の前に消費されるようにした供給装置（１）。
  2. 【請求項２】液供給手段は液を収容する容器（16）を有
    し、移送手段は容器に接続された計量ポンプ（14）を有
    し、計量ポンプは、室を形成するシリンダ（42）と、各
    動作ストローク時に室から所定量の計量された液を送り
    出すためにシリンダ内に往復動可能に設けたピストン
    （43）とを備えている請求項１の供給装置。
  3. 【請求項３】液供給手段は供給液を圧力下で保持する圧
    力供給容器（61）を備え、移送手段は、出口弁を構成す
    ると共に、容器から所定の計量された液を放出するため
    に計量弁（62）を備えている請求項１の供給装置。
  4. 【請求項４】ハウジングは、振動手段に周囲を接続し、
    薄膜で覆われた中央開口（５）を有する環状部材（４）
    を備えている請求項１から３のいずれかの供給装置。
  5. 【請求項５】環状部材は、装置が使用時に所定動作方向
    に保持された場合に、半径方向内方に向けて下方に傾斜
    した窪みの上面を備えている請求項４の供給装置。
  6. 【請求項６】環状部材の上面が液をはじく材料で形成さ
    れている請求項５の供給装置。
  7. 【請求項７】環状部材が、開口を形成すると共に、供給
    される液滴（19）を使用時に収容するウエル（12）を薄
    膜と共に形成する半径方向の最も内側の表面部分（13）
    を備えている請求項５叉は６のいずれかの供給装置。
  8. 【請求項８】ハウジングは、空気入口（33）と出口ポー
    ト（34）との間を連絡するダクト（32）を形成してお
    り、上記供給出口は空気入口と出口ポートの中間でダク
    ト内に配置され、薄膜の前面がダクト内で空気に晒され
    ている請求項１から７のいずれかの供給装置。
  9. 【請求項９】空気入口から出口ポートにダクトを介して
    空気の流れを形成すべく動作するように、空気インペラ
    （83）がハウジングに接続されている請求項８の供給装
    置。
  10. 【請求項１０】ハウジングがダクトに連絡したアイカッ
    プ（82）を形成している請求項９の供給装置。
  11. 【請求項１１】出口ポートが経口叉は鼻からの使用に対
    する吸入ポート（34）を備えている請求項８の供給装
    置。
  12. 【請求項１２】振動手段に連結され、振動手段が動作す
    る間の動作時間を規定するタイマを備え、上記動作時間
    は薄膜を介して計量された所定量を供給するために必要
    な供給時間よりも大きく設定されている請求項１から11
    のいずれかの請求項の供給装置。
  13. 【請求項１３】計量された所定量の液を液供給手段から
    出口弁を介して供給して孔の開いた薄膜の背面と接触さ
    せ、薄膜を振動してこの薄膜を介して霧化されたスプレ
    ーとして液を供給し、計量された所定量の液を完全に供
    給するために必要な供給時間よりも大きい動作時間薄膜
    を振動し続ける、液を霧化したスプレーとして供給する
    方法。
  14. 【請求項１４】供給出口（３）を形成するハウジング
    （２）と、出口に晒された前面（８）と使用時に供給さ
    れる液体と接触する背面（９）とを有する孔の開いた薄
    膜（６）と、ハウジングに接続され、薄膜を介して液滴
    を供給するために薄膜を振動させる振動手段（10）と、
    ハウジングに接続された液供給手段（16）と、連続的に
    動作する際に、計量された所定量の液（19）を液供給手
    段から移送して薄膜の背面に接触させる移送手段（14）
    とを備え、使用時に、薄膜を介して供給される計量され
    た所定量の液に対して必要な供給時間よりも大きな動作
    時間振動手段を動作させることによって、使用時に、計
    量された所定量の液体が霧化されたミストとなって出口
    で供給されると共に、液供給手段は所定の計量された液
    を収容した複数のセル（72）を備え、移送手段は各動作
    時にそれぞれのセルの内容物を放出する供給ステーショ
    ン（73）を備えている供給装置。
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