JP6824886B2 - 交換可能部品付きのエアロゾル発生装置 - Google Patents

交換可能部品付きのエアロゾル発生装置 Download PDF

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Description

本開示はエアロゾル発生装置に関するものであり、更に具体的に言えば、交換可能部品付きのエアロゾル発生装置に関するものである。
本願発明は、２０１５年２月１６日に提出した米国仮出願第６２／１１６，５７２号の優先権を主張する出願であり、その全ての内容を参照し引用する。
エアロゾル発生装置（“噴霧器”ともいう）はエアロゾルあるいは微小水滴を生成する。噴霧器の典型的な用途は、肺疾患または他の疾患を治療するために、生成した液体薬剤のエアロゾルを患者に吸入させることにある。通常、定量の液体薬剤が穿孔膜に供給され、液体が穿孔膜を通過してエアロゾル化するように、振動発生器により穿孔膜が振動する。振動発生の方式は数多くあり、現代では、人々は通常、圧電（ＰＺＴ）材料を使用する。圧電材料が力を受けると振動が発生し、その結果発生するエネルギーが穿孔膜に伝達されて、供給された液体薬剤がエアロゾル化する。
エアロゾル発生装置の中に液体薬剤があり、かつ高効率高精度のエアロゾル化を実現するためには精密モジュールが必要であるため、エアロゾル発生装置のコストは高くなる。またエアロゾル発生装置の操作も非常に複雑になる。例えば、適時にエアロゾル化を停止できない場合、過剰摂取と浪費につながる。また、振動発生器は液体薬剤を使い切る前に故障することがあり、この時使用者はエアロゾル発生装置全体を交換しなければならない。さらに、薬剤を使い切る前に、液体薬剤の供給元が汚染される恐れもあり、この場合にも使用者はエアロゾル発生装置全体を取替えなければならない。
したがって、エアロゾル発生装置の故障したモジュールを取替え、エアロゾル発生装置の使用寿命を延ばせるように、交換部品付きの新しいエアロゾル発生装置を開発する必要があった。
一実施例では、台座と、取り外し可能に台座に係合された容器とを含むエアロゾル発生装置が開示される。前記台座は、構造用パネルと振動発生器を格納するために用いられ、前記容器は、膜を含む。前記構造用パネルは、入口面、入口面に対向する出口面、前記入口面の表面から伸びる凸部、及び構造用パネルを突き抜ける貫通孔を含む。前記振動発生器は、前記構造用パネルと結合し、それを振動させる。前記容器は、内部に液体薬剤を保持し、このような薬剤をエアロゾル化のためのエアロゾル発生装置へ提供する。前記容器は、取り外し可能な方式で台座と係合し、かつ複数の貫通孔を持つ膜を含む。前記液体薬剤は、エアロゾル化中にこれらの前記貫通孔を通り抜け、患者が吸入するエアロゾルになる。前記容器が前記台座と係合したとき、前記容器の前記膜は、前記入口面の前記表面から伸びる前記凸部と接触する。前記振動発生器は、前記入口面上の前記凸部を通じて前記膜を振動させ、前記液体薬剤をエアロゾル化し、前記構造用パネルの前記出口面を通じて噴出する。
一実施例の中で、前記容器が前記台座と係合したとき、前記入口面の前記表面から伸びる前記凸部が、前記膜を内側に一定距離まで押し動かす。前記距離は、前記凸部の高さより小さいまたは同じである。
一実施例の中で、エアロゾル発生装置は、調整装置（ｇｅａｒ）をさらに含む。前記容器が前記台座と係合したとき、前記調整装置（ｇｅａｒ）は、前記凸部が前記膜を内側に押し動かす前記距離の調整に用いられる。
一実施例の中で、前記凸部が前記膜を内側に押し動かしたとき、前記入口面と前記膜の間に隙間ができる。別の一実施例の中で、前記構造用パネルは、前記入口面にあり、かつ前記凸部を囲んで環状に延伸する平面部分をさらに含み、前記膜と前記構造用パネルの間の前記隙間が前記平面部分に対応する。
一実施例の中で、前記容器は前記台座と分離して、一度のエアロゾル化循環後に別の容器に交換できるため、前記台座、前記構造用パネル、前記振動発生器は繰返し使用でき、前記容器は使い捨てにできる。
一実施例の中で、前記構造用パネルは前記入口面にあり、かつ前記凸部を囲んで環状に延伸する平面部分をさらに含む。前記容器が前記台座と係合したとき、前記膜の振動は前記平面部分の影響を受けない。
一実施例の中で、前記構造用パネルと前記膜の間には粘着がない。
一実施例の中で、前記台座と前記容器の中の少なくとも一つは、係合と解放が繰返せるロック機構を含み、前記容器を交換し、使い捨てにすることができる。
一実施例の中で、前記容器が前記台座と係合したとき、前記複数の貫通孔は、前記入口面の表面から伸びる前記凸部の中心と直線に配置される。
一実施例の中で、前記容器が前記台座と係合したとき、前記膜は前記入口面の表面から伸びる前記凸部と直接接触する。
一実施例の中で、前記凸部は作動面をさらに含む。前記作動面のサイズは前記膜のサイズより大きくない。前記作動面は前記膜と相対する。エアロゾル化を行うとき、前記凸部が前記膜と接触し、前記作動面が前記膜に振動エネルギーを伝える主な接触面となる。
一実施例の中で、前記構造用パネルは前記入口面にあり、かつ前記凸部を囲んで環状に延伸する平面部分をさらに含み、その前記容器が前記台座と係合したときに、前記膜は前記平面部分を密封しない。
一実施例の中で、前記膜は、ポリイミド、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、およびポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）の集合体から選択される、高分子化合物によって製造される。前記構造用パネルと前記凸部は金属によって製造される。
一実施例の中で、前記凸部は円形、または３つ以上の辺を持つ多角形形状である。
一実施例の中で、エアロゾル発生装置には、さらに前記台座格納に用い且つ前記容器の収容に用いるケースを含む。
一実施例の中で、前記膜と前記容器は一体を形成する。
一実施例の中で、前記振動発生器は前記構造用パネルの前記出口面側にある。
一実施例の中で、前記凸部の高さは０．１ｍｍ以上である。
一実施例の中で、前記構造用パネルを突き抜ける貫通孔は前記入口面から前記出口面方向に向かって広がっている。
添付図面では、非制限方法ではない例示を通じて、一つまたは複数の実施例を例示する。その中では、同じ参照符号を持つモジュールを終始類似モジュールとして表示する。別途開示がない限り、添付図面は等比例図ではない。
交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の側面図であり、本開示のある一部の実施例に符合する。 交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の側面図であり、本開示のある一部の実施例に符合する。 交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の側面図であり、本開示のある一部の実施例に符合する。
交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の透視図であり、本開示のある一部の実施例に符合する。 交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の透視図であり、本開示のある一部の実施例に符合する。
交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の部分図であり、本開示のある一部の実施例に符合する。 交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の部分図であり、本開示のある一部の実施例に符合する。 交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の部分図であり、本開示のある一部の実施例に符合する。 交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の部分図であり、本開示のある一部の実施例に符合する。 交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の部分図であり、本開示のある一部の実施例に符合する。
交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の部分図であり、本開示のある一部の実施例に符合する。 交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の部分図であり、本開示のある一部の実施例に符合する。
交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の透視図であり、本開示のある一部の実施例に符合する。 交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の透視図であり、本開示のある一部の実施例に符合する。 交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の透視図であり、本開示のある一部の実施例に符合する。 交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の透視図であり、本開示のある一部の実施例に符合する。 交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の透視図であり、本開示のある一部の実施例に符合する。 交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の透視図であり、本開示のある一部の実施例に符合する。 交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の透視図であり、本開示のある一部の実施例に符合する。 交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の透視図であり、本開示のある一部の実施例に符合する。
交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の概要図であり、本開示のある一部の実施例に符合する。 交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の概要図であり、本開示のある一部の実施例に符合する。 交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の概要図であり、本開示のある一部の実施例に符合する。 交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の概要図であり、本開示のある一部の実施例に符合する。 交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の概要図であり、本開示のある一部の実施例に符合する。 交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の概要図であり、本開示のある一部の実施例に符合する。
交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の部分図であり、本開示のある一部の実施例に符合する。 交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の部分図であり、本開示のある一部の実施例に符合する。 交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の部分図であり、本開示のある一部の実施例に符合する。 交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の部分図であり、本開示のある一部の実施例に符合する。 交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の部分図であり、本開示のある一部の実施例に符合する。
交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の透視図であり、本開示のある一部の実施例に符合する。 交換可能部品付きのエアロゾル発生装置のエアロゾル化効率データ図であり、本開示のある一部の実施例に符合する。
は交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の膜の部分図であり、本開示のある一部の実施例に符合する。 は交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の膜の部分図であり、本開示のある一部の実施例に符合する。
本開示において交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の好ましい実施例である。 本開示において交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の好ましい実施例である。
添付図面は概略図であり、制限はない。添付図面において、説明目的を達成するために、一部モジュールのサイズが大き過ぎる可能性があり、かつ比例に従って作図してない。当該サイズと相対サイズは、本開示の実際の実施方式に対応すると限らない。特許請求の範囲中のすべての参照符号は、本願発明の範囲に対する制限と解釈されるものではない。各添付図面において、類似の参照符号は類似モジュールを表示する。
以下の文章は、本願発明中の実施例の作成と使用を詳しく論じるものである。しかし、下記実施例が多くの実施可能な発明概念を提供し、この種の概念は各種具体的な情況の中で体現されると理解すべきである。以下に討論する具体的な実施例は、製造と使用実施例の具体方式のみを説明するものであり、本開示の範囲を制限しない。
各種図面と例示的実施例において、類似の参照符号は類似モジュールの表示に用いる。次に我々は添付図面に示す典型的な実施例を細かく参照する。添付図面と記述では、なるべく同じ参照符号を使って同じあるいは相似部品を表示してある。添付図面において、明確性と利便性のため、形状や厚みは拡大している可能性がある。本開示の説明は、特に、本開示による装置の一部分を構成する要素について、または装置とより直接協働する要素について記述する。具体的に表示または記述されていない要素について、その形式は多種多様な可能性があることを理解すべきである。本明細書の中で、“一つの実施例”あるいは“ある一つの実施例”は、前記実施例に関連して記述される一つの特定の特徴、構造、または特性が、少なくとも一つの実施例中に含まれることを意味する。従って、本明細書の中で異なる位置に現れる語句−“一つの実施例では”あるいは“ある一つの実施例では”−は、同一実施例を指すとは限らない。このほか、特定の特徴、構造、または特性は、任意の適切な方式で一つあるいは複数の実施例中で組み合わせられてもよい。以下の添付図面は比例に従って作図してなく、より正確にいえば、この種の添付図面は例示に用いられるだけだと理解すべきである。
添付図面の各種図面において、類似の参照符号は同等または類似の要素の表示に用いられ、同時に本開示の例示的実施例は、表示され、説明される。添付図面は比例に従って作図しているとは限らず、かつある情況の下で、例示の目的を達成するために、添付図面はすでに拡大および／あるいは簡略化されている。この分野の一般技術者は、本開示の下記の例示的実施例を根拠に本開示の多様な応用及び変体の可能性を理解しなければならない。
ある要素が別の要素“上”にあると称されたとき、直接ほかの要素の上にある、あるいは、ある要素と前記ほかの要素との間にも中間要素が存在する可能性があると理解すべきである。相互に比較して、要素がほかの要素“の上に直接”あると称された場合、中間要素は存在しない。
文脈に別途明確な指示がある場合を除き、単数形の“一つ”、“ある”、“その”には、複数形も含まれると理解すべきである。このほか、例えば“底部”や“頭部”などの相対的な専門用語は、本文において、各添付図面に示すように、ある要素とその他の要素の関係の説明に用いられる。
ある要素が、ほかの要素の“下方”或いは“下”にあると記述されている場合、前記ほかの要素の“上方”あるいは“上に”あると解釈できることを理解すべきである。従って、例示性専門用語の“下方”あるいは“下”も上方と下方の両者を含むと解釈できる。
別途定義がない場合を除き、本文に使用するすべての専門用語（テクノロジーおよび科学専門用語を含む）の意味は、本開示が所属する分野の普通技術者が通常理解する意味と同じである。更に、通常使用する辞書などに定義される専門用語の意味は、関連分野及び本開示の文脈中の意味と一致すると理解されるべきであり、かつ本文中に明確な定義がない限り、理想化あるいは過剰に正式化されるものと解釈されるべきではない。
図１Ａから１Ｃを参照し、交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の側面図であり、本開示の実施例に符合する。
図１Ａを参照し、交換可能部品付きのエアロゾル発生装置１０を開示する。エアロゾル発生装置１０は、容器２０と台座３０を含む。ここで、容器２０と台座３０が係合して、エアロゾル化を行う。しかし、本開示のその他の実施例と図面が示すように、容器２０と台座３０は互いに分離できる。容器２０は台座３０から取り外しできるため、使用者はその必要に合わせてこの種のモジュールのいずれか一つを取替える。
容器２０の配置は液体薬剤（不図示）を貯蔵するためであり、その液体薬剤をエアロゾル発生装置１０に供給して、エアロゾル化するのに用いる。エアロゾル化中は、容器２０と台座３０の相対位置は固定され、液体薬剤のエアロゾル化の制御を確保する。生成したエアロゾルは開口部３０２から台座３０を出て、患者に吸入される。エアロゾル化発生装置１０の一つの使用例は、吸入薬剤を送出である。
ある実施例において、エアロゾル発生装置１０は、ケース３０４を含む。ケース３０４は台座３０と一体を形成できる。あるいは、ケース３０４は一つの独立したモジュールとして、台座３０と結合できる、あるいは台座３０を格納できる。ケース３０４の配置は台座３０を格納することおよび／あるいは容器２０を収容することである。台座３０あるいはケース３０４に、調節あるいは安全の付加モジュールを追加して、効果的なエアロゾル化を確保する。この種の付加モジュールについては、本明細書の他の段落中で開示する。
図１Ｂに示すエアロゾル発生装置１０の、その容器２０は台座３０と分離している。容器２０中の液体薬剤を使い切る、あるいは一つのエアロゾル化循環が完了したとき、使用者は薬剤を使い切った容器２０を、新しい容器と取り替えることができる。あるいは、容器２０には一つの入口（不図示）を含むことができ、液体薬剤を改めて容器２０の中に充填することで、容器２０は繰返し使える。しかし、その他の情況の下、例えば液体薬剤の使用期限が超過した場合、使用者は、新しい容器２０で古い容器２０を交換することが選択できる。容器２０の交換可能特性はそれを一回限りの使用にさせ、エアロゾル発生装置１０のその他のモジュールは重複使用することができる。反対に、仮にエアロゾル発生装置１０のその他のモジュールが故障した場合、容器２０及びその中の液体薬剤を保存して重複利用できる。また例えば、容器２０が損壊した場合、その中の液体薬剤が汚染されるため、使用者は新しい容器２０に交換できる。従って、エアロゾル発生装置１０の交換可能特性は浪費減少に役立ち、装置全体の交換と比べてコストダウンになる。
ある実施例の中で、容器２０は、少なくとも一部に複数の貫通孔を持つ膜２０２を含む。言い換えれば、膜２０２は複数の貫通孔２０４を含み、液体薬剤を噴出する出口となる。貫通孔２０４を形成する例示性方式はエッチングあるいはレーザ穴あけ加工を含む。貫通孔はこの分野の一般技術者がすでに知悉しているほかの方法でも形成できる。貫通孔２０４のサイズは、実質的に液体薬剤が漏れないように、構成できる。本開示は、貫通孔２０４の設計について更に論じる。膜２０２は容器２０の片側にあり、台座３０に向いている。膜２０２は接着、間にはさまれる、溶接などの方式で容器２０に取り付けられる。あるいは、膜２０２は容器２０と一体成型される。ある一部の実施例では、貫通孔２０４は均一に膜２０２に分布する。ある実施例では、貫通孔２０４は膜２０２の中心箇所あるいは前記中心箇所の近辺に集中している。その他のある一部の実施例では、貫通孔２０４が台座３０の開口３０２と直線（ａｌｉｇｎ）に配置されている。
ある一部の実施例では、振動に対応するため、膜２０２は十分な弾力を有す材料で製造される、ただし十分な頑丈性を保って、液体の漏れを防ぐ、あるいは外部環境からの汚染を防止しなければならない。ある一部の実施例では、膜２０２は、ポリイミド、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）および／あるいは、上記を組み合せた高分子化合物で製造される。膜２０２が容器２０と一体成形されるとき、両者の製作材料または材料の組合せは同じでなければならない。容器２０を保護するため、一つの独立した容器あるいは小瓶を追加することもできる。
図１Ｃは、エアロゾル発生装置１０の部分分解図である。台座３０には、一つの構造用パネル４０と一つの振動発生器５０が格納できる。構造用パネル４０と振動発生器５０は、接着、溶接、接合、あるいはこの分野の一般技術者がすでに知悉しているその他の方法で結合でき、両者間で振動エネルギーの伝達を確保できればよい。ある一部の実施例では、容器２０が台座３０と係合したとき、構造用パネル４０は膜２０２と振動発生器５０の間に位置付けられる。振動発生器５０は、電源（不図示）に接続し、通電したときに振動が始まる。電力は振動発生器５０に接続するケーブルあるいはその他の伝送手段で提供される。電源は、ケース３０４に配置されてもよい。エアロゾル化中、振動発生器５０で発生した振動エネルギーを構造用パネル４０に伝達し、更に膜２０２に伝達する。これによって、液体薬剤がエアロゾル化され、開口３０２を経てエアロゾル発生装置１０から噴出する。ある一部の実施例では、構造用パネル４０は金属あるいはその他の剛性や可鍛性を持つ材料で製造され、かつ振動発生器５０は圧電モジュールである。例えば、振動発生器５０は圧電材料で製造できる。
ある一部の実施例では、振動発生器５０は環状である。言い換えれば、振動発生器５０はその中心の周辺に位置する一つの貫通孔を含み、それによって液体薬剤が膜２０２の貫通孔２０４を通って容器２０から出られるようにする。あるいは、振動発生器５０は振動エネルギーを伝達するため適した任意の形状とする。別のある一部の実施例では、振動発生器５０は一体型モジュールではない場合がある。例えば、振動発生器５０は複数の、円形に並んだ圧電棒で構成されている。注意しなければならないこととしては、振動発生器５０の形状は、特定のエアロゾル発生装置１０および／あるいはその中に含まれる液体薬剤の必要性によって任意のものであってよいため、振動発生器５０の形状は本開示の公開内容に制限されない。
図２Ａと２Ｂは、交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の透視図であり、本開示のある一部の実施例に符合する。
図２Ａに分離状態にあるエアロゾル発生装置１０を示す、即ち容器２０と台座３０が係合していない状態である。容器２０は、液体薬剤２１２を貯存する。膜２０２は、容器２０の片側にあり、複数の貫通孔２０４が構造用パネル４０の入口面４０２に向いている。入口面４０２の裏面にあるのは構造用パネル出口面４０４である。ある一部の実施例では、出口面４０４は入口面４０２の裏面にない。例えば、入口面４０２と出口面４０４は互いに直角に交わる。入口面４０２と出口面４０４の相対的位置の配置は、液体薬剤のエアロゾルが構造用パネル４０を突き通る貫通孔４０６を通れるものであれば良い。ある一部の実施例では、貫通孔４０６が台座３０の開口３０２（ここでは不図示）と一線になり、エアロゾル化した薬剤をエアロゾル発生装置１０から出やすくしている。
ある一部の実施例では、貫通孔４０６の形状は円形にでき、構造用パネル４０の中心付近で構造用パネル４０を突き抜けている。あるいは、エアロゾル化された薬剤がエアロゾル発生装置１０を通り抜けることさえできれば、貫通孔４０６は任意の形状でもよく、構造用パネル４０のいずれの位置にあっても良い。入口と出口については、貫通孔４０６を通り抜ける液体薬剤２１２の流動方向により定義される。通常、液体薬剤は、貫通孔４０６を経て入口面４０２から構造用パネル４０を通り抜け、出口面４０４に達する。しかし、薬剤をエアロゾル化し噴出できさえすれば、エアロゾル発生装置１０のモジュールの相対的位置は、添付図面中の配置に制限されない。
ある一部の実施例では、構造用パネル４０は、一つの入口面４０２の表面から伸びる凸部４０８を含み、その高さはＨとする。特に、高さＨは、入口面４０２からの最高点、例えば、図２Ａに示す凸部４０８の表面の頂点、で測定される。高さＨは、エアロゾル発生装置１０および／あるいはその中の液体薬剤２１２の性質あるいは目的に応じて調整できる。例えば、膜２０２の材料に応じて、高さＨを増加あるいは減少でき、これによって特定のエアロゾル化効率を達成する。一つの好ましい実施例では、高さＨは、０．１ｍｍ以上である。本開示は、更に詳細を論じる。ある一部の実施例では、凸部４０８は構造用パネル４０をプレスして成形されるため、凸部４０８は構造用パネル４０と一体を形成する。あるいは、凸部４０８を単独製造して、それを構造用パネル４０に粘着する。凸部４０８と構造用パネル４０は、あるいは異なる材料で製造できる。
ある一部の実施例では、容器２０と台座３０の少なくとも一つは、係合と解放を繰返せるロック手段を含む。例えば、図２Ａと図２Ｂに示すように、容器２０は、例えば溝といった一つの第１嵌合部２０６を含み、台座３０は、例えばリブといった一つの第２嵌合部３０６を含む。容器２０と台座３０が互いに係合した場合、第１部２０６と第２部３０６は、エアロゾル化中、互いの相対位置の固定を確保する。第１部２０６と第２部３０６の材料及び配置は、使用者に容器２０と台座３０を、どちらも破壊することなく分離させる。従って、容器２０と台座３０は、交換することができ、繰返し使用できる。例えば、容器２０の中の液体薬剤２１２がなくなった場合、使用者はそれを新しい容器２０に取替えて、次のエアロゾル化循環に使うことができる。
図２Ｂに、係合状態であるエアロゾル発生装置１０を示す、即ち容器２０と台座３０が係合されている。係合状態で、エアロゾル発生装置１０はすでにエアロゾル発生の準備ができている。特に、係合したとき、容器２０の膜２０２と入口面４０２の表面から伸びる凸部４０８が接触する。ある一部の実施例では、凸部４０８は、膜２０２と接触するだけではなく、膜２０２を容器２０の内側に距離Ｄの分だけ押し動かす。距離Ｄは、膜２０２の上表面から膜２０２の凹み面の最低点まで測る。一つの好ましい実施例では、距離Ｄは高さＨより小さいため、凸部４０８の全体が膜２０２に対して押し動かすわけではない。その他の実施例では、距離Ｄは高さＨと等しいため、凸部４０８の全体が膜２０２に対して押し動かす。あるその他の実施例では、距離Ｄはゼロであるため、膜２０２は凸部４０８と接触するが、凸部４０８は膜２０２を内側に押し動かさない。すべての情況の下で、凸部４０８は、振動発生器５０と膜２０２との間で振動エネルギーを伝達する接触面になり、膜２０２の中心周囲の振幅が最も高い。このほか、凸部４０８と接触しない膜２０２の部分は、自由形態（ｆｒｅｅ−ｆｏｒｍ）で、その振動は、凸部４０８あるいは構造用パネル４０の影響を受けない。従って、膜２０２は、エアロゾル化効率の改善に役立ち、振動エネルギーの浪費を防ぐため、エアロゾル発生装置１０に適用する、あるいは振動発生器５０が発生した周波数で共振状態を達成することが可能である。
ある一部の実施例では、図２Ｂに示すように、係合状態において、貫通孔２０４を有す膜２０２の一部だけが凸部４０８に接触し、および／もしくは凸部４０８に内側に押し動かされる。複数の貫通孔２０４は、液体薬剤をエアロゾル化中に、容器２０から台座３０へ移動させるように、凸部４０８および／もしくは貫通孔４０６と一直線になる。あるいは、複数の貫通孔２０４は、凸部４０８の中心と一直線になる。注意しなければならないことは、本開示の添付図面に示すように、貫通孔２０４の分布を、貫通孔４０６および／もしくは凸部４０８の付近に限定する必要はない。必要であれば、貫通孔２０４は、膜２０２全体に分布させることができる。
ある一部の実施例では、容器２０と台座３０が係合するため、凸部４０８が膜２０２を内側に押し動かし、距離Ｄが形成される。従って、凸部４０８が膜２０２と接触する場所の近辺に、一つまたは複数の応力集中点が生まれる。ある一部の実施例では、振動発生器５０に電力を提供するとき、大部分のエネルギーは構造用パネル４０から伝達され、凸部４０８の応力集中点を通って膜２０２を振動させる。これにより、液体薬剤２１２は構造用パネル４０の出口面４０４を通り抜けてエアロゾル化し噴射する。応力集中点の形成は、膜２０２の共振状態実現をサポートするため、エアロゾル化効率が改善される。
ある一部の実施例では、膜２０２と構造用パネル４０、あるいは膜２０２と凸部４０８との間に粘着性はない。上述の構成は、容器２０が台座３０から、エアロゾル発生装置１０のいずれのモジュールも破壊することなく、分離できる機能を確保する。従って、容器２０あるいは台座３０（及びその格納する構造用パネル４０と振動発生器５０）は、交換が可能かつ使い捨てにできる。使用者は、薬剤を使い切った容器２０、故障した台座３０、あるいはその他の交換可能モジュールのいずれかを廃棄できる。たとえそうではあっても、凸部４０８の接触面、例えば防護層あるいは塗装層は、接触面の存在が容器２０と台座３０の間にある分離可能な性質を阻害しない限り、膜２０２と構造用パネル４０及びその凸部４０８の間に設けられてもよい。
ある一部の実施例では、貫通孔４０６は入口面４０２から出口面４０４に向かって広がっている。その構造は、エアロゾル発生装置１０からエアロゾルが出ることに対する阻害を減少させる。ある一部の実施例では、貫通孔４０６は、出口面４０４まで連続的に広がってもよい。あるいは、貫通孔４０６を、連続的に広げなくともよい。例えば、貫通孔４０６は一つの垂直壁を有し、さらに一つの外側に向かって広がる壁を有することができる。別のある一部の実施例では、貫通孔４０６は一つの階段構造を有する。図２Ｂを参照すると、貫通孔４０６の階段構造は、凸部４０８と出口面４０４で形成され、振動発生器５０まで伸びている。理想を言えば、貫通孔４０６の形状は入口面４０２から出口面４０４に向って狭くなってはならない。その理由はエアロゾル発生装置１０からのエアロゾルの発散が拒まれるからである。
図２Ａと２Ｂを参照し、注意しなければならない点は、本開示において、専門用語“係合状態”とは、容器２０と台座３０が一つに結合していることを意味する。更に具体的にいえば、係合状態において、膜２０２は凸部４０８と接触する、あるいは凸部４０８に内側に押し動かされる。専門用語“分離状態”とは、容器２０と台座３０が分離していることを意味する。更に具体的にいえば、分離状態において、膜２０２は凸部４０８と接触しない。
図３Ａから３Ｅは、交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の部分図であり、本開示のある一部実施例に符合する。
図３Ａは、係合状態にあるエアロゾル発生装置１０の部分図である。膜２０２は、凸部４０８と直接接触しているが、凸部４０８によって内側に押し動かされておらず、その凸部４０８は、構造用パネル４０の入口面４０２の表面から伸びている。従って、膜２０２と凸部４０８の上表面との間の接触面は、実質的に平面になっている。あるいは、膜２０２と凸部４０８の間に、一層の付加層、例えば保護層あるいは塗装層を提供している。しかし、振動エネルギーの凸部４０８から膜２０２までの伝達に影響せず、また凸部４０８と膜２０２の取外し可能性質に影響しなければ、凸部４０８と膜２０２の間に任意の付加層を追加することができ、凸部４０８は膜２０２と直接接触しているものと認められるべきである。
ある一部の実施例では、凸部４０８は係合時に膜２０２と向き合う上表面を含み、且つ膜２０２と接触する上表面部分は、作動面４０８２になる。図３Ａにおいて、作動面４０８２のサイズは、凸部４０８の上表面と同じである。作動面４０８２は、エアロゾル化のために、振動エネルギーを振動発生器５０から膜２０２に伝達する接触面として働く。図３Ａから３Ｅに示すように、作動面４０８２のサイズ（すなわち面積）は変化する。そのサイズに影響する要素は、凸部４０８あるいは膜２０２のサイズ、作動面４０８２の形状、凸部４０８の形状、凸部４０８が内側に膜２０２を押し動かす程度、膜２０２の材料等を含む。作動面４０８２のサイズも、エアロゾル発生装置１０の用途あるいはその中に含まれる液体薬剤により調整できる。好ましい実施例では、作動面４０８２のサイズは、望ましいエアロゾル化効率の実現を確保するため、膜２０２のサイズより小さい。
ある一部の実施例では、膜２０２が凸部４０８と接触したときに、膜２０２と入口面４０２の間に一つの隙間４１０を形成する。膜２０２全体が凸部４０８と接触するわけではないため、隙間４１０を保持する。振動エネルギーが作動面４０８２を通じて振動発生器５０から膜２０２に伝達されるときに、膜２０２の凸部４０８と接触しないあるいは影響されない部分が、自由形態となる。ここにいう“自由形態”あるいは“自由形態運動”とは、膜２０２の振動がエアロゾル発生装置の周辺モジュールあるいは構造よりもたらされる望まない影響を受けないことを意味する。このほか、“自由形態”あるいは“自由形態運動”はさらに膜２０２は凸部４０８から受ける振動エネルギーに対応する共振状態に到達することも意味する。従って、膜２０２のある部分は凸部４０８と接触してその影響を受けるが、膜２０２は共振状態にある限り、“自由形態”あるいは“自由形態運動”である。隙間４１０の形成は、膜２０２の自由形態運動の維持をサポートする。このようにして、振動発生器５０からのエネルギーがさらに効果的に膜２０２に伝達されて振動させるため、エアロゾル化効率が改善される。
ある一部の実施例では、構造用パネル４０は、入口面４０２側の平面部分４１２を含み、平面部分４１２は凸部４０８を囲んでかつ環状に延伸している。図３Ａに示すように、隙間４１０は、実質的に平面部分４１２に対応する。従って、平面部分４１２は、係合状態において膜２０２と接触せず、これにより膜２０２の平面部分４１２に対応する該当部分を自由形態にし、かつ該当部分の振動は構造用パネル４０の平面部分４１２の影響を受けない。言い換えれば、平面部分４１２は、膜２０２に密封されず、係合状態においても膜２０２により、エアロゾル発生装置１０の内部環境と隔離されない。このほか、係合状態において、凸部４０８の側壁も、エアロゾル発生装置１０の内部環境と隔離されない。前記特徴も、膜２０２が係合状態において自由形態運動ができることを確保する。
図３Ｂは、係合状態にあるエアロゾル発生装置１０の部分図である。ここで、凸部４０８が、膜２０２を内側に押し動かす。ある一部の実施例では、凸部４０８の上表面と膜２０２との間で、隙間４１０’が形成される。こうして、膜２０２との接触面積が減少するため、凸部４０８の作動面４０８２のサイズが小さくなる。そうではあっても、ある一定サイズの作動面４０２８があり、かつ振動エネルギーが凸部４０８から膜２０２に伝達できれば、そのような構成も本開示の範囲内にある。ある一部の実施例では、凸部４０８は全体で膜２０２を押し動かさないため、距離Ｄは高さＨより小さい。従って、凸部４０８と接触しない膜２０２の部分は、自由状態にあり、その振動は凸部４０８あるいは構造用パネル４０の影響を受けない。ある一部の実施例では、距離Ｄは、エアロゾル発生装置の必要性と液体薬剤の粒径によって調整することができる。
ある実施例において、凸部４０８の高さＨは、隙間４１０及び構造用パネル４０および／もしくは凸部４０８と接触しない該当部分の自由形態運動を保つため、凸部４０８の高さＨは０．１ｍｍより小さくしてはならない。他の実施例では、凸部４０８の一部分で膜２０２を内側に押し動かすことを確保するため、距離Ｄは高さＨより小さい。上記構成の利点は、すでに前述段落内で論じられたため、ここでは繰返さない。
図３Ｃは、係合状態にあるエアロゾル発生装置１０の部分図である。ここでは、膜２０２は基本的に凸起形状であり、しかも凸部４０８とのみ接触するため、距離Ｄが形成されない。言い換えれば、膜２０２は、凸部４０８の内向き押し動かしを受けない。前述で開示したように、膜２０２が凸部４０８と接触すれば、振動エネルギーが伝送できるため、本開示のエアロゾル発生装置１０が運行できる。具体的にいえば、図３Ｂと比べ、図３Ｃの作動面４０８２は、より凸部４０８の中心に近い。且つ膜２０２とその外部周辺の凸部４０８との間に隙間４１０’を形成する。そうではあっても、依然平面部分４１２と対応する隙間４１０を形成して、膜２０２の自由形態運動を確保する。こうして、係合状態において、膜２０２が少なくともと凸部４０８の一部と接触すれば、振動エネルギーがやはり凸部４０８を経由して膜２０２に伝達でき、エアロゾル化する。該当振動エネルギーは、膜２０２の、構造用パネル４０および／あるいは凸部４０８と接触しない部分に自由形態運動を生じさせるため、構造用パネル４０および／あるいは凸部４０８の影響を受けず、従って望ましいエアロゾル化效果が達成できる。
図３Ｄは、係合状態にあるエアロゾル発生装置１０の部分図である。ここで、凸部４０８の外部周辺には一つの傾斜部分があり、膜２０２と凸部４０８が接触し、かつ前者が後者に内側に押し動かされたときに、隙間４１０’が形成される。前記傾斜部分は凸部４０８の製造過程で形成することができ、その傾斜レベルは隙間４１０’の望ましい大きさによって変化できる。隙間４１０’は、膜２０２の特定部分、即ち作動面４０８２だけを凸部４０８と接触させる。こうして、膜２０２に伝達される振動エネルギーは、望ましいエアロゾル化効率を実現させるために、凸部４０８外部形状を通して調整できる。前述の発明説明と類似して、隙間４１０が形成されるため、膜２０２は自由形態運動ができる。
図３Ｅは、係合状態にあるエアロゾル発生装置１０の部分図である。ここで、凸部４０８の内部と外部周辺は、いずれも傾斜状態を呈す。このようにして、隙間４１０’と４１０”が形成され、作動面４０８２のサイズもさらに調整することができる。前述の発明説明と類似して、ここでの構成は、膜２０２に伝達される振動エネルギーの量をコントロールでき、膜２０２の少なくともある一部を自由形態にして、かつその振動は構造用パネル４０の影響を受けない。
図３Ａから３Ｅによると、膜２０２のある部分が、凸部４０８と接触し、かつ／もしくは、前者が後者に内側に押し動かされれば、凸部４０８の設計を調整できる。こうして、振動エネルギーは接触面、即ち作動面４０８２を経由して膜２０２に伝達できる。特に、膜２０２と構造用パネル４０の間に隙間４１０が形成され、膜２０２の凸部４０８と接触しない部分は、構造用パネル４０の影響を受けることなく、自由形態運動を行う。このほか、ある一部の実施例では、凸部が膜２０２を内側に距離Ｄの分だけ押し動かし、距離Ｄは、凸部４０８の高さＨより小さい、あるいは最大でも等しい。凸部４０８は、膜２０２に対する押し動かしで応力集中点を生じさせ、これによりエアロゾル化効率が改善できる。本明細書は、更に前述内容の詳細を論じる。
図４Ａと４Ｂは、交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の部分図であり、本開示のある一部実施例に符合する。
図４Ａには、膜２０２と構造用パネル４０のみが示される。膜２０２の一部分が凸部４０８と接触し、構造用パネル４０と膜２０２の間に隙間４１０が形成される。隙間４１０は、構造用パネル４０の外部周辺まで伸びている。言い換えれば、膜２０２は、凸部４０８とだけ接触するが、構造用パネル４０の外部周辺とは接触していない。従って、膜２０２の構造用パネル４０あるいは凸部４０８と接触しない部分はすべて自由形態である。
一方、図４Ｂにおいては、膜２０２の振動は構造用パネル４０の影響を受ける。ここで、凸部４０８が膜２０２を内側に押し動かし、距離Ｄを高さＨより大きくする。従って、隙間４１０が形成されようとも、膜２０２は構造用パネル４０の外部周辺と互いに接触する。また、隙間４１０は制限を受けるため、平面部分４１２は膜２０２に密封される。言い換えれば、平面部分４１２は、エアロゾル発生装置１０の内部環境と空気連通しない。本開示において、構造用パネル４０が膜２０２の振動に影響すること、あるいは構造用パネル４０が膜２０２の振動を阻害することを防ぐため、距離Ｄは高さＨより大きくするべきではない。
図５Ａから５Ｈは、交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の透視図であり、本開示のある一部の実施例と符合する。
図５Ａを参照し、分離状態にあるエアロゾル発生装置１０を開示する。容器２０を収容するケース２０８が提供される。ケース２０８は、更に一つの第１嵌合部２０６を含み、それは台座３０の第２嵌合部３０６に対応する。図５Ｂにおいては、エアロゾル発生装置１０が係合状態にある時、第１嵌合部２０６と第２嵌合部３０６の間の相互作用は、膜２０２と凸部４０８が接触し、かつ／もしくは、前者が後者に内側に押し動かされることを確保する。ある一部の実施例では、台座３０あるいはケース３０４には、ダイヤル（ｄｉａｌ）形式の、複数の第２嵌合部３０６が存在する可能性がある。従って、エアロゾル発生装置１０が係合状態にある時、使用者は、第１嵌合部２０６が異なる第２嵌合部（不図示）と係合し、これによって凸部４０８が膜２０２を内側に押し動かしていく、距離Ｄを調整することができる。こうして、液体薬剤をもうすぐ使い切ってしまいそうなとき、あるいは振動発生器５０への給電が弱くなったときに、エアロゾル化効率を調整することができる。
図５Ｃを参照し、分離状態にあるエアロゾル発生装置１０を開示する。ケース２０８は、一つの調整装置（ｇｅａｒ）２１０を含み、距離Ｄの調整に用いる。ある一部の実施例では、調整装置（ｇｅａｒ）２１０は容器２０を押し付けるバネである。調整装置（ｇｅａｒ）２１０は、容器２０に対して押し付ける力を提供することができるならば、この分野の一般技術者が簡単に考えられる任意の材料あるいは構造であってもよい。例えば、調整装置（ｇｅａｒ）２１０は、弾力性のある材質、あるいは変形／圧縮から回復できる材料によって製造される。図５Ｄを参照すると、係合状態において、調整装置（ｇｅａｒ）２１０が容器２０を凸部４０８に押し付けて、一定距離Ｄを確保している。第１と第２嵌合調整装置（ｇｅａｒ）２０６、３０６を組み合わせて、距離Ｄをさらに調整できる。
図５Ｅを参照すると、ある一部の実施例で、一つまたは複数の調整装置（ｇｅａｒ）２１０は、台座３０に設置され、構造用パネル４０を支えるために構成される。分離状態において、調整装置（ｇｅａｒ）２１０は解放されており、圧縮されていない。図５Ｆに示すように、係合状態において、調整装置（ｇｅａｒ）２１０は圧縮される。調整装置（ｇｅａｒ）２１０の圧縮に反応して、構造用パネル４０と凸部４０８とを膜２０２に押し付けて、距離Ｄが形成される。上記の設計は、係合状態で距離Ｄを調整するのに更に用いられる。あるいは、必要であれば、調整装置（ｇｅａｒ）２１０は、台座３０あるいはケース３０４の他の位置に設置できる。
図５Ｇを参照し、係合状態にあるエアロゾル発生装置１０を開示する。振動発生器５０は、出口面４０４に結合しているのではなく、構造用パネル４０の入口面４０２側に位置している。従って、振動発生器５０は、膜２０２と構造用パネル４０の間に位置付けられている。ある一部の実施例では、振動発生器５０の高さは、凸部４０８の高さＨより小さい。従って、振動発生器５０は、係合状態において膜２０２とは接触しない、そして膜２０２の振動は、振動発生器５０の影響を受けない。しかし、振動発生器５０は、エアロゾル化中に振動の振幅のため、やはり膜２０２と接触することがある。
図５Ｈを参照して、係合状態にあるエアロゾル発生装置１０を開示する。ここで、貫通孔４０６は、中心を囲まずにある凸部４０８を通り抜けている。このほか、貫通孔２０４の分布は、貫通孔４０６に対応する。凸部４０８が膜２０２を振動させるとき、エアロゾルが発生し、貫通孔４０６から構造用パネル４０を出る。上述の実施例は、特別に設計したエアロゾル発生装置に適用できる。例えば、患者のニーズに合わせて、エアロゾルの出口を傾斜または湾曲にすることができる。
ある一部の実施例では、エアロゾル発生装置１０は、構造用パネル４０に位置する２個の凸部を含むことができる。従って、膜２０２はさらに多くの部分でこの凸部に内側へ押し動かされる。こうして、振動発生器５０が運転状態にある時、さらに多くの振動エネルギーが凸部を経由して膜２０２に伝達でき、異なるエアロゾル化効果（ｐａｒｔｅｍ）を発生させる。ある一部の実施例では、構造用パネル４０と結合する複数の振動発生器５０が存在する。凸部４０８の数量は２個に限らず、例えば、液体薬剤或いはエアロゾル化循環の種類が異なる場合など、必要に応じて調節できる。
図２Ａから５Ｈを参照すると、膜２０２のサイズと材料及び貫通孔２０４の位置と数量は、異なるニーズに応えるために調節できる。例えば、膜２０２の一部のみが凸部４０８と接触し、膜２０２のほかの部分では接触していない限り、膜２０２のサイズは、凸部４０８より大きい、同じ、または小さいサイズにすることができる。このほか、膜２０２は容器２０の面全体または面の一部だけを覆うことができる。ある一部の実施例では、貫通孔２０４は均一に膜２０２に分布している。あるいは、係合状態において、貫通孔２０４は、凸部４０８あるいは貫通孔４０６の相対位置を根拠に分布させることができる。好ましくは、貫通孔２０４の位置は凸部４０８または貫通孔４０６に正確に対応させるべきではない。言い換えれば、貫通孔２０４の分布面積は凸部４０８あるいは貫通孔４０６の面積より大きくあるいは小さくできる。あるいは、貫通孔２０４は、安くまたは簡単に製造できるため、膜２０２の任意の区域の中に分布できる。つまり、膜２０２の一部が凸部４０８と接触し、かつ膜２０２のほかの部分の振動が凸部４０８あるいは構造用パネル４０の影響を受けない場合、本開示のエアロゾル発生装置１０は、望ましい方式でエアロゾルを発生させることができる。
図６Ａから６Ｆは、交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の概要図であり、本開示のある一部の実施例に符合する。
図６Ａは、係合状態にあるエアロゾル発生装置１０を示す。エアロゾル化中、容器２０と台座３０は、互いに固定されているのが好ましい。ある一部の実施例では、容器２０と台座３０の相対位置は、エアロゾル化中、固定を保たれる。あるいは、当該相対位置は、振動により微かに移動する可能性がある。しかし、この軽微な移動は、エアロゾル発生装置１０の係合には影響しない。このほか、図６Ｂから６Ｆに開示されるロック手段を採用して、エアロゾル化中の、容器２０と台座３０の固定を確保できる。
図６Ｂを参照して、一種のスライドロック方式を提供する。ここで、第１嵌合部２０６はスライド溝部になり、第２嵌合部３０６はスライドレールになる。スライドに沿って容器２０が台座３０と結合し、使用者は簡単に両者を係合させ、膜２０２を凸部４０８と接触させることができる。容器２０と台座３０の相対位置は、エアロゾル化中にも固定することができる。
図６Ｃを参照すると、第１嵌合部２０６の形式は穴であり、第２嵌合部３０６の形式は軸である。従って、使用者は、軸と穴を差し込むことによって簡単に容器２０と台座３０を係合することができる。このほか、第１嵌合部２０６が第２嵌合部３０６と嵌合したとき、膜２０２は、凸部４０８と一直線になる。ある一部の実施例では、第１嵌合部２０６と第２嵌合部３０６の構造は、交換することができる。このほか、第１嵌合部２０６と第２嵌合部３０６には、磁性材料を含むことができ、容器２０は台座３０と磁性的に係合する。
図６Ｄを参照すると、第１嵌合部２０６の形式は、Ｌ字形の凸部であり、第２嵌合部３０６の形式はＬ字形の凹部である。こうして、第１嵌合部２０６が第２嵌合部３０６に差し込まれた後、使用者は、上記の二者を回転させてロックし、容器２０と台座３０を嵌合させることができる。これにより、容器２０と台座３０の相対位置は、エアロゾル化中、固定される。
図６Ｅを参照すると、第１嵌合部２０６と第２嵌合部３０６は、対応するネジ山を持つ。こうして、容器２０と台座３０は、ネジ止めにより係合され、２者はエアロゾル化中に相対位置が固定される。ネジ止めロック機構は、凸部４０８が膜２０２を内側に押し動かす量の調整にも用いられる。
図６Ｆを参照すると、第２嵌合部３０６は一つの開口、そして第１嵌合部２０６は一つの柔軟性および／もしくは可鍛性のあるモジュールとし、第１嵌合部２０６のサイズは、第２嵌合部３０６より少し大きい。係合を行うとき、使用者は力を入れて、第１嵌合部２０６を第２嵌合部３０６の中に差し込む。第１嵌合部２０６が第２嵌合部３０６に差し込まれたとき、容器２０と台座３０の間に摩擦が発生するため、容器２０と台座３０の相対位置を固定することができる。
図６Ａから６Ｆを参照すると、本開示において、容器２０と台座３０の少なくとも一つは、係合と解放が繰返せるロック手段を含んでいる。従って、容器２０あるいは台座３０は、分離することができる。このほか、このようなロック手段の設計は簡単で、使用者は多くても二つの動作を通じて容器２０や台座３０を分離し係合させることができる。例えば、第１の動作例は引っ張ることで、第２の動作例は捻ることと軽く叩く（Ｃｌｉｃｋ）ことである。これによって、エアロゾル発生装置のモジュールは、簡単に分離でき、且つ簡単に新しいモジュールに取替えることができる。使用者が、故障したエアロゾル発生装置を至急取替えなければならないとき、上述の設計は特に役に立つ。ある一部の実施例では、容器２０と台座３０は、磁力で係合することができる。別のある一部の実施例では、磁性材料を容器２０の本体に混合させて、容器２０全体に磁気を帯びさせる。これにより、容器２０に余分なモジュールを追加することなく磁性的な係合を実現できる。
図７Ａから７Ｅは、交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の部分図であり、本開示のある一部の実施例に符合する。
図７Ａを参照すると、エアロゾル発生装置１０が開示されているが、更にはっきりさせるため、構造用パネル４０の図を拡大してある。好ましい実施例では、構造用パネル４０の入口面４０２の表面から伸びる凸部４０８は円形である。エアロゾル発生装置１０が係合状態にあるとき、膜２０２に、対応する応力集中点が形成される。応力集中点の形成は、振動エネルギーが膜２０２の上の孔を有する特定の点あるいは領域に導かれると、あるいは膜２０２の振動を最大化する特定の点あるいは領域に導かれると、エアロゾル化の効率は改善される。例えば、振動エネルギーが膜２０２の中心部に導かれると、膜２０２のその他の部分と比べて、その振幅が最高になる。あるいは、応力集中点が膜２０２の共振状態の実現を手助けする。ある一部の実施例では、凸部４０８は、少なくとも一つの貫通孔４０６を突き抜けるリブ４０８４を含む。エアロゾル発生装置１０が係合状態にあるとき、リブ４０８４が膜２０２と接触するため、更に多くの応力集中点が形成される。これにより、一層、エアロゾル発生装置１０のエアロゾル化効率を調整することができる。
凸部４０８の形状は円形に限らない。ある一部の実施例では、凸部４０８の形状は、３つ以上の辺を持つ多角形である。例えば、図７Ｂから７Ｅに示す凸部４０８の形状は、五角形、六角形、七角形または八角形の凸部４０８である。異なる形状の凸部４０８と加えられる振動周波数で形成される応力集中点の分布が異なることに基づき、対応するエアロゾル化効率にも変化が発生する。例えば、ある一部の実施例では、１００から１５０ＫＨｚの振動周波数が加えられたとき、本エアロゾル発生装置のエアロゾル化効率は約０．２から０．９ｍｌ／ｍｉｎの間であり、前記エアロゾル化効率に変化が現れる原因は、凸部４０８の形状、数量、直径、または高さの、異なる組合わせ、あるいは膜２０２および／もしくは振動発生器５０の提供された振動周波数、振動様式、または振動の節部などによるものである。本開示の好ましいエアロゾル化効率は、約０．２ｍｌ／ｍｉｎより大きい。
図８Ａは、交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の透視図であり、本開示のある一部の実施例に符合する。図８Ｂは、交換可能部品付きのエアロゾル発生装置のエアロゾル化効率データ図であり、本開示のある一部の実施例に符合する。
本開示が開示する通り、好ましい実施例では、構造パネル４０および／もしくは凸部４０８の影響を受けない、膜２０２の部分の自由運動を維持するように、凸部４０８の高さＨは、少なくとも０．１ｍｍである。凸部４０８。具体的にいえば、凸部４０８の高さＨがわずか０．１ｍｍのとき、膜２０２に対してわずかに接触する場合より大きい任意の程度の接触は、隙間４１０は、事実上、膜２０２と構造用パネル４０の間に存在することができないため、エアロゾル化効率は、測定できる最低のレベルにまで下がる。これは、膜２０２が隙間４１０のない情況下でエアロゾル化のための共振状態に入れないためである。言い換えれば、本開示の好ましい実施例では、凸部４０８の高さは少なくとも０．１ｍｍであり、これは凸部４０８が膜２０２と接触したときに、隙間４１０ができるために必要な最小の高さである。図８Ａは、高さＨが０．１ｍｍ以下のとき、膜２０２が僅かに凸部４０８と接触した場合に、膜２０２の運動が直接構造用パネル４０の影響を受けるだけではなく、エアロゾル化の効率が悪くなることを示している。上述の内容は図８Ｂで立証することができ、前記の図は、高さＨが０．１ｍｍより小さいときと、０．１ｍｍより大きい（ここでは０．２ｍｍを使い比較する）のときのエアロゾル化効率を示している。前記高さＨが０．１ｍｍより小さい場合、エアロゾル化効率は、終始０．１ｍｌ／ｍｉｎより低い。一方、前記高さＨが０．２ｍｍの場合、エアロゾル化効率は、通常０．３ｍｌ／ｍｉｎより大きくなる。前述したように、本エアロゾル発生装置１０の好ましいエアロゾル化効率は、約０．２ｍｌ／ｍｉｎより大きい。従って、高さＨは０．１ｍｍより大きいことが望ましい。
図９Ａと９Ｂは、交換可能部品付きのエアロゾル発生装置の膜の部分透視図であり、本開示のある一部の実施例に符合する。
図９Ａは、膜２０２と、膜２０２を突き抜ける貫通孔２０４を示す。特に、膜２０２は、一つの入口面２０２２と一つの出口面２０２４を含む。エアロゾル化中、液体薬剤は、入口面２０２２から膜２０２に入り、出口面２０２４から出る。ある一部の実施例では、貫通孔の入口と出口は同じサイズである。また、ある一部の実施例では、図９Ａに示すように、貫通孔２０４の入口２０４２は、出口２０４４より大きい。言い換えれば、貫通孔２０４は、入口面２０２２から出口面２０２４の方向へ向けて狭くなり、かつ次第に細く（ｔａｐｅｒｅｄ）なっている。前記構造は、エアロゾル化効率の改善をサポートする。貫通孔２０４は、入口面２０２２から出口面２０２４に向かって連続して狭くなる。あるいは、図９Ｂを参照すると、貫通孔２０４は、入口面２０２２から出口面２０２４に向かって連続して狭くならずに、階段構造を形成している。
参考図９Ｂは、階段貫通孔２０４には貫通孔の高さｈ１とノズル高さｈ２があることを示す。貫通孔の高さｈ１は基本的に膜２０２の厚みである。ノズル高さｈ２は出口２０４４と接続する貫通孔２０４の最も狭い部分（ノズル部分）の深さを定義する。孔高さｈ１とノズル高さｈ２を持つ（即ち階段構造を持つ）貫通孔２０４はエアロゾル化効率の改善をサポートする。貫通孔２０４は複数の階段を含み、且つ各貫通孔２０４に複数のノズル部分を持つことが可能である。
図１０Ａと１０Ｂは、本開示において交換可能部品付きのエアロゾル発生装置のある好ましい実施例である。
図１０Ａは、本開示のある一部の実施例に符合するエアロゾル発生装置１０の部分分解図である。容器２０は、液体薬剤（不図示）の充填に用いる開口２１４を含む。膜２０２は、容器２０の片側に設置される。膜２０２の貫通孔２０４は、構造用パネル４０の凸部４０８に対応して分布している。構造用パネル４０と振動発生器５０は、１個または複数の台座３０および３０’に格納される。係合状態にあるとき、振動発生器５０と構造用パネル４０が接触し、凸部４０８と膜２０２が接触する。通電したときに、振動発生器５０が振動する。生成された振動エネルギーは、構造用パネル４０の凸部４０８を通り膜２０２に伝達される。これによって、液体薬剤がエアロゾル化され、図１０Ａに示す点線矢印方向に沿って噴出する。ある一部の実施例では、エアロゾル発生装置１０は、モジュール格納に用いるケース３０４を含む。例えば、容器２０はコンパートメント３０４２に収容されることができ、台座３０及びその中にある構造用パネル４０と振動発生器５０は、コンパートメント３０４４によって収容されることができる。これによって、エアロゾル化中にエアロゾルが発生し、エアロゾルは、開口３０４６を経由してケース３０４を出る。患者は、開口部３０４６を通じて直接エアロゾルを吸入できる。あるいは、開口３０４６はマウスピース（ｍｏｕｔｈｐｉｅｃｅ）の一部分であってもよく、あるいは必要があれば、開口３０４６には搬送チューブ（不図示）が接続されてもよい。
図１０Ｂは、本開示のエアロゾル発生装置のもう一つの好ましい実施例を開示する。ここで、台座３０は、一つの容器２０と第１嵌合部２０６（例えば、溝）と係合する第２嵌合部３０６を含む。これによって、容器２０は、台座３０と係合する。図面に示すように、係合状態において、凸部４０８が内膜（遮蔽され、不図示）を内側に押し動かす。振動発生器５０からの振動エネルギーは、構造用パネル４０の凸部４０８を通じて膜２０２に伝達される。これによって、液体薬剤のエアロゾルが開口３０２を経由して、エアロゾル発生装置１０を出る。
本開示は、部品交換機能を含む交換可能部品付きのエアロゾル発生装置を提供する。特に、容器は、台座と取り外し可能に係合されており、台座は、一つの構造用パネルと一つの振動発生器を含む。容器は、一つの構造用パネルの凸部に向く膜を含む。容器と台座が係合したとき、凸部と膜は、相互作用の異なる状態を有する可能性がある。ある一部の実施例では、膜は、凸部と接触するが変形はしない。ある一部の実施例では、凸部が膜を内側に押し動かすため、膜に多少の変形が発生する。振動発生器で発生した振動エネルギーは、凸部を経由して膜に伝達される。膜と凸部の間の相互作用の状態を調整することによって、エアロゾル化をコントロールすることができる。本エアロゾル発生装置は、取り外し可能な性質があるため、上述の目的が実現できる。また、簡単に交換できる容器と台座（及びその中に格納される構造用パネルと振動発生器）は、さらにエアロゾル化効率の改善をサポートし、浪費が回避できる。
本開示は、すでにその利点を詳細に述べたが、理解すべき点として、本開示は、各種の変更、交換、修改は、本開示の特許請求範囲が定義した本開示の精神及び範囲を離脱しない。例えば、本開示で論じた多くのプロセスは、異なる方法を通じて実現でき、その他のプロセスあるいはその組合せで代替できる。
このほか、本開示の範囲は、本開示で述べたプロセス、機械、製造、材料構成、方式、方法、手順の特定の実施例に限らない。この分野の普通技術者は、本開示の公開内容を通して、現在存在するあるいは将来開発されるプロセス、機械、製造、材料構成、方式、方法、手順により容易に理解でき、本開示の掲示内容を根拠に、実質的に本開示の記載に相応する実施例と実質的に同じ機能あるいは結果を執行或いは実現できる。従って、付随する特許請求範囲のこれらのプロセス、機械、製造、材料構成、方式、方法、手順は、その範囲内に含まれるものである。
１０ エアロゾル発生装置
２０ 容器
２０２ 膜
２０２２ 入口面
２０２４ 出口面
２０４ 貫通孔
２０４２ 入口
２０４４ 出口
２０６ 第１嵌合部
２０８ ケース
２１０ 調整装置（ｇｅａｒ）
２１２ 液体薬剤
２１４ 開口部
３０ 台座
３０’ 台座
３０２ 開口部
３０４ ケース
３０４２ コンパートメント
３０４４ コンパートメント
３０４６ 開口部
３０６ 第２嵌合部
４０ 構造用パネル
４０２ 入口面
４０４ 出口面
４０６ 貫通孔
４０８ 凸部
４０８２ 作動面
４０８４ リブ
４１０ 隙間
４１０’ 隙間
４１０” 隙間
４１２ 平面部分
５０ 振動発生器
Ｄ 距離
Ｈ 高さ
ｈ１ 貫通孔の高さ
ｈ２ ノズル高さ

Claims (19)

  1. 構造用パネル及び振動発生器を格納する台座であって、前記構造用パネルは、入口面、出口面、前記入口面の表面から延伸する凸部、及び第１貫通孔を有し、前記第１貫通孔は前記構造用パネルを貫通し、前記振動発生器は、前記構造用パネルと結合して前記構造用パネルを振動させる、台座と、
    液体薬剤を供給する容器であって、前記容器は前記台座と取り外し可能に係合されており、前記液体薬剤がエアロゾル化の間に通過する複数の第２貫通孔が形成された膜を有する容器と、
    を有し、
    前記容器が前記台座に係合しているときに、前記容器の前記膜は前記入口面の表面から延伸する前記凸部に接触し、
    前記振動発生器は、前記膜が自由形態運動をし、前記液体薬剤がエアロゾル化して、前記構造用パネルの前記出口面から排出されるように、前記入口面の前記凸部を介して前記膜を振動させ、
    前記膜は、ポリイミド、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）の集合から選択される、高分子化合物を含んでおり、
    前記凸部の高さが０．１ｍｍよりも大きい、
    エアロゾル発生装置。
  2. 前記容器が前記台座に係合しているとき、前記入口面の表面から延伸する前記凸部は、前記膜を、前記凸部の高さ以下の距離の分だけ内側に押し動かす、
    請求項１に記載のエアロゾル発生装置。
  3. 前記容器が前記台座に係合しているとき、前記凸部が前記膜を内側に推し進める距離を調整する調整装置（ｇｅａｒ）をさらに含む、
    請求項２に記載のエアロゾル発生装置。
  4. 前記凸部が前記膜を内側に押し進めたときに、前記入口面と前記膜の間に隙間が形成される、
    請求項２に記載のエアロゾル発生装置。
  5. 前記構造用パネルにはさらに前記入口面にあり、かつ前記凸部を囲んで環状に延伸する平面部分が含まれ、前記隙間は前記平面部分に対応する、
    請求項４に記載のエアロゾル発生装置。
  6. 前記容器は、エアロゾル化循環後に前記台座と分離して、別の容器に交換される、
    請求項１に記載のエアロゾル発生装置。
  7. 前記構造用パネルには更に前記入口面にあり、かつ前記凸部を囲んで環状に延伸する平面部分を含み、前記容器と前記台座が係合したとき、前記膜の振動は前記平面部分の影響を受けない、
    請求項１に記載のエアロゾル発生装置。
  8. 前記構造用パネルと前記膜の間には粘着がない、
    請求項１に記載のエアロゾル発生装置。
  9. 前記台座と前記容器の中の少なくとも一つは、係合と解放が繰返せるロック手段を含む、
    請求項１に記載のエアロゾル発生装置。
  10. 前記容器と前記台座が係合したときに、前記複数の第２貫通孔が、前記入口面の表面から伸びる前記凸部の中心と一直線になる、
    請求項１に記載のエアロゾル発生装置。
  11. 前記容器と前記台座が係合したときに、前記膜が前記入口面の表面から伸びる前記凸部と直接接触する、
    請求項１に記載のエアロゾル発生装置。
  12. 前記凸部はさらに作動面を含み、そのサイズは前記膜のサイズより大きくなく、前記作動面は前記膜と対向して、前記凸部が前記膜と接触したときに、前記作動面は前記膜に振動を伝達する主な接触面となる、
    請求項１に記載のエアロゾル発生装置。
  13. 前記構造用パネルは、前記入口面にあり、かつ前記凸部を囲んで環状に延伸する平面部分を含み、前記容器が前記台座を係合したときに、前記平面部分は前記膜に密封されない、
    請求項１に記載のエアロゾル発生装置。
  14. 前記凸部は、円形、または３つ以上の辺を持つ多角形とする、
    請求項１に記載のエアロゾル発生装置。
  15. 前記台座を格納し、前記容器を収容するケースをさらに含む、
    請求項１に記載のエアロゾル発生装置。
  16. 前記膜は前記容器と一体を形成する、
    請求項１に記載のエアロゾル発生装置。
  17. 前記振動発生器は、前記構造用パネルの前記出口面側にある、
    請求項１に記載のエアロゾル発生装置。
  18. 前記第１貫通孔は、前記入口面から前記出口面に向かって広がっている、
    請求項１に記載のエアロゾル発生装置。
  19. 構造用パネル及び振動発生器を格納する台座であって、前記構造用パネルは、入口面、出口面、前記入口面の表面から延伸する凸部、及び第１貫通孔を有し、前記第１貫通孔は前記構造用パネルを貫通し、前記振動発生器は、前記構造用パネルと結合して前記構造用パネルを振動させる台座と、
    薬剤を供給する容器であって、前記容器は前記台座と取り外し可能に係合されており、前記薬剤がエアロゾル化の間に通過する複数の第２貫通孔が形成された膜を有する容器と、
    を有し、
    前記容器が前記台座に係合しているときに、前記容器の前記膜は前記入口面の表面から延伸する前記凸部に接触し、
    前記振動発生器は、前記薬剤がエアロゾル化して、前記構造用パネルの前記出口面から排出されるように、前記入口面の前記凸部を介して前記膜を振動させ、
    前記凸部は、前記入口面に垂直な壁と、前記壁から前記凸部の中心に向けて一定の長さにわたって内側に延びており、前記入口面と平行な上表面を有しており、前記膜と接する前記上表面の一部は、前記振動発生器から前記膜に振動を伝達する作動面である、
    エアロゾル発生装置。
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