JPH0938206A - 超音波エアロゾル装置 - Google Patents
超音波エアロゾル装置Info
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- JPH0938206A JPH0938206A JP8118451A JP11845196A JPH0938206A JP H0938206 A JPH0938206 A JP H0938206A JP 8118451 A JP8118451 A JP 8118451A JP 11845196 A JP11845196 A JP 11845196A JP H0938206 A JPH0938206 A JP H0938206A
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- A61M15/0085—Inhalators using ultrasonics
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- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
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- B06B1/0238—Driving circuits for generating signals continuous in time of a single frequency, e.g. a sine-wave
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- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧電セラミック素子が、時の経過につれて、
その動作の信頼性を落とすことになる、急激な熱応力に
さらされるのを防止する。 【解決手段】 超音波エアロゾル装置において、圧電セ
ラミック素子の温度を、NTCサーミスタにより制御す
る。圧電セラミック素子は、熔化タイプのものである。
装置のケースの構成部品間の結合により、装置が、間接
式霧状化タイプのものであっても、水容器を収容せず、
また霧状化すべき液状薬剤用の容器も収容しない。圧電
セラミック素子は、弾性機構により支持され、この弾性
機構は、導電性材料で形成されて、圧電セラミック素子
とNTCサーミスタとの間の電気接続をも行なう。
その動作の信頼性を落とすことになる、急激な熱応力に
さらされるのを防止する。 【解決手段】 超音波エアロゾル装置において、圧電セ
ラミック素子の温度を、NTCサーミスタにより制御す
る。圧電セラミック素子は、熔化タイプのものである。
装置のケースの構成部品間の結合により、装置が、間接
式霧状化タイプのものであっても、水容器を収容せず、
また霧状化すべき液状薬剤用の容器も収容しない。圧電
セラミック素子は、弾性機構により支持され、この弾性
機構は、導電性材料で形成されて、圧電セラミック素子
とNTCサーミスタとの間の電気接続をも行なう。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、超音波式エアロゾル
装置に関する。
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】当業者には周知なように、公知の超音波
エアロゾル装置は、保護サーモスタットを備えていて、
超音波を発するセラミック製圧電素子の過熱を防止して
いる。
エアロゾル装置は、保護サーモスタットを備えていて、
超音波を発するセラミック製圧電素子の過熱を防止して
いる。
【0003】この様なサーモスタットは、通常、自動リ
セット式の熱応動スイッチである。この場合、セラミッ
ク製の圧電素子が、設定温度を越えて過熱すると、サー
モスタットが働いて、圧電素子の発振器への通電を阻止
する。セラミック製圧電素子の温度が、再び、設定温度
以下に低下すると、サーモスタットは、電気的接続を回
復して、発振器の全出力が、セラミック製圧電素子に加
えられる。
セット式の熱応動スイッチである。この場合、セラミッ
ク製の圧電素子が、設定温度を越えて過熱すると、サー
モスタットが働いて、圧電素子の発振器への通電を阻止
する。セラミック製圧電素子の温度が、再び、設定温度
以下に低下すると、サーモスタットは、電気的接続を回
復して、発振器の全出力が、セラミック製圧電素子に加
えられる。
【0004】セラミック製圧電素子が過熱するのを防
ぐ、この種の自動制御器の第1の問題点は、圧電セラミ
ック素子が、急激な熱応力に繰り返しさらされて、遂に
は、その動作の信頼性を落とすことである。第2の問題
点は、サーモスタットが作動するときに、霧状化が停止
することである。
ぐ、この種の自動制御器の第1の問題点は、圧電セラミ
ック素子が、急激な熱応力に繰り返しさらされて、遂に
は、その動作の信頼性を落とすことである。第2の問題
点は、サーモスタットが作動するときに、霧状化が停止
することである。
【0005】当業者にはよく知られているように、公知
の超音波エアロゾル装置は、基本的に2つのタイプがあ
った。第1のタイプのものは、圧電セラミック素子と、
霧状化すべき液状薬剤との間に、適当な量の水(水道水
半カップから半リットルまで)を置くという意味で、間
接式霧状化タイプとして知られている。この水は、装置
に設けた所定の容器に、患者により予め注ぎ込まれる。
この容器の水中に、霧状化すべき液状薬剤を注いだ別の
容器を浸す。
の超音波エアロゾル装置は、基本的に2つのタイプがあ
った。第1のタイプのものは、圧電セラミック素子と、
霧状化すべき液状薬剤との間に、適当な量の水(水道水
半カップから半リットルまで)を置くという意味で、間
接式霧状化タイプとして知られている。この水は、装置
に設けた所定の容器に、患者により予め注ぎ込まれる。
この容器の水中に、霧状化すべき液状薬剤を注いだ別の
容器を浸す。
【0006】この様な間接式霧状化タイプのエアロゾル
装置の幾つかにおいては、患者が、第1の容器に充分な
量の水を注がなかった場合、又は、使用中、装置を垂直
に保持していなかった場合(患者は、装置を傾けがちで
ある)、圧電セラミック素子により発生する超音波が、
第2容器に収容された液状薬剤に、実際には到達しない
という、第2の問題点がある。このため、第1の容器中
の水が霧状化されてしまう。これらの装置の幾つかは、
通気装置を備えていて、空気流が、第1容器に収容され
た水の自由面上を流れるようになっているので、患者は
水道水を吸い込むことになり、これは、喘息患者にとっ
て絶対忌避すべきことである。
装置の幾つかにおいては、患者が、第1の容器に充分な
量の水を注がなかった場合、又は、使用中、装置を垂直
に保持していなかった場合(患者は、装置を傾けがちで
ある)、圧電セラミック素子により発生する超音波が、
第2容器に収容された液状薬剤に、実際には到達しない
という、第2の問題点がある。このため、第1の容器中
の水が霧状化されてしまう。これらの装置の幾つかは、
通気装置を備えていて、空気流が、第1容器に収容され
た水の自由面上を流れるようになっているので、患者は
水道水を吸い込むことになり、これは、喘息患者にとっ
て絶対忌避すべきことである。
【0007】この第2の問題点を解消するため、直接式
霧状化タイプのエアロゾル装置は、圧電セラミック素子
との間に水を置かないように構成されている。しかしな
がら、圧電セラミック素子を熱膨張から保護するため、
アルミニウム製の網状体を、圧電素子に接着する必要が
ある。この網状体は、円形で、網状体には、ステンレス
鋼製の保護ディスクが接着され、アルミニウム製ディス
クが薬剤により薬品浸食を受けるのを防いでいる。圧電
セラミック素子用の、この二重保護は、圧電セラミック
素子によりもたらされる超音波力を減少するだけでな
く、エアロゾル装置の製造コストに大きな影響を与え
る。更に、種々のディスクの接合状態は、超音波が、こ
の観点において強烈であるので、使用中に損傷を受ける
ことがある。
霧状化タイプのエアロゾル装置は、圧電セラミック素子
との間に水を置かないように構成されている。しかしな
がら、圧電セラミック素子を熱膨張から保護するため、
アルミニウム製の網状体を、圧電素子に接着する必要が
ある。この網状体は、円形で、網状体には、ステンレス
鋼製の保護ディスクが接着され、アルミニウム製ディス
クが薬剤により薬品浸食を受けるのを防いでいる。圧電
セラミック素子用の、この二重保護は、圧電セラミック
素子によりもたらされる超音波力を減少するだけでな
く、エアロゾル装置の製造コストに大きな影響を与え
る。更に、種々のディスクの接合状態は、超音波が、こ
の観点において強烈であるので、使用中に損傷を受ける
ことがある。
【0008】公知の超音波エアロゾル装置の第3の問題
点は、プラスチック製構造の装置のケースが、互いにス
ナップ嵌め合い機構又は複数本のねじにより結合され
た、2個のほぼ同じハーフで形成される点にある。これ
ら2個のハーフ間の結合を行なうことにより、第1又は
第2の容器を収容するため、完全なシールを期しがた
く、少なくとも、短期間で、液状薬剤又は水が漏れて、
装置の電気部品又は電子部品に達することがあり、重大
な問題をもたらす。
点は、プラスチック製構造の装置のケースが、互いにス
ナップ嵌め合い機構又は複数本のねじにより結合され
た、2個のほぼ同じハーフで形成される点にある。これ
ら2個のハーフ間の結合を行なうことにより、第1又は
第2の容器を収容するため、完全なシールを期しがた
く、少なくとも、短期間で、液状薬剤又は水が漏れて、
装置の電気部品又は電子部品に達することがあり、重大
な問題をもたらす。
【0009】公知の超音波エアロゾル装置の第4の問題
点は、圧電セラミック素子が、プリント回路に直接又は
導線を介して電気的に接続された導電性金属リングに載
っていることにある。このため、セラミック素子による
振動周波数に変動が生じ、重大な問題が生ずる。
点は、圧電セラミック素子が、プリント回路に直接又は
導線を介して電気的に接続された導電性金属リングに載
っていることにある。このため、セラミック素子による
振動周波数に変動が生じ、重大な問題が生ずる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題及び課題を解決するため
の手段】本発明の目的は、上述した第1の問題点を解消
することにある。この目的は、圧電セラミック素子の温
度を、温度係数が負性であるインピーダンスをもつ電子
部品又は装置(NTC)、例えば、NTCサーミスタと
して電子業界においてよく知られているものからなる制
御回路により制御することを特徴とする、本発明による
装置により達成される。
の手段】本発明の目的は、上述した第1の問題点を解消
することにある。この目的は、圧電セラミック素子の温
度を、温度係数が負性であるインピーダンスをもつ電子
部品又は装置(NTC)、例えば、NTCサーミスタと
して電子業界においてよく知られているものからなる制
御回路により制御することを特徴とする、本発明による
装置により達成される。
【0011】本発明のもう1つの目的は、上述した第2
の問題点を解消することにあり、圧電セラミック素子
が、熔化(vitrified)した又はテフロン被覆
タイプである、直接又は間接霧状化タイプの、本発明に
よるエアロゾル装置によって達成される。
の問題点を解消することにあり、圧電セラミック素子
が、熔化(vitrified)した又はテフロン被覆
タイプである、直接又は間接霧状化タイプの、本発明に
よるエアロゾル装置によって達成される。
【0012】本発明のもう1つの目的は、上述した第3
の問題点を克服することにある。この目的は、装置のケ
ースの構成部品間の結合により、装置が間接式霧状化タ
イプのものである場合には水容器を収容せず、又霧状化
すべき液状薬剤用の容器をも収容しない、本発明による
エアロゾル装置により達成される。
の問題点を克服することにある。この目的は、装置のケ
ースの構成部品間の結合により、装置が間接式霧状化タ
イプのものである場合には水容器を収容せず、又霧状化
すべき液状薬剤用の容器をも収容しない、本発明による
エアロゾル装置により達成される。
【0013】本発明のもう1つの目的は、上述した第4
の問題点を解消することにある。この目的は、圧電セラ
ミック素子を、弾性機構により支持する、本発明のエア
ロゾル装置により達成される。特に、この弾性機構は、
導電性材料からなり、圧電セラミック素子とNTCサー
ミスタ間の電気接続をも行なう。
の問題点を解消することにある。この目的は、圧電セラ
ミック素子を、弾性機構により支持する、本発明のエア
ロゾル装置により達成される。特に、この弾性機構は、
導電性材料からなり、圧電セラミック素子とNTCサー
ミスタ間の電気接続をも行なう。
【0014】
【実施の形態】本発明を、その1実施例についての以下
の説明から更に明らかにする。この説明は、添付図面を
参照しながら行なう。
の説明から更に明らかにする。この説明は、添付図面を
参照しながら行なう。
【0015】図1及び2から明らかなように、エアロゾ
ル装置10は、装置の種々の部品を収容したケース12
を備える。ケース12は、4個の部分、すなわちケース
のほぼ全側面を占める第1大径部分14と、ノズル17
を備えた第2部分16と、ファン24を収容した第3部
分18と、第4部分としての下方閉塞部分20とからな
る。第1大径部分14は、茶碗状部15を備える。
ル装置10は、装置の種々の部品を収容したケース12
を備える。ケース12は、4個の部分、すなわちケース
のほぼ全側面を占める第1大径部分14と、ノズル17
を備えた第2部分16と、ファン24を収容した第3部
分18と、第4部分としての下方閉塞部分20とからな
る。第1大径部分14は、茶碗状部15を備える。
【0016】これらの部分14、16、18及び20
は、適切なプラスチック材料で形成するのが好ましく、
第4部分を除いて、しりばめ又は押圧力をかけることに
より結合される。第4部分は、図示の例では、複数本の
ねじ(図示せず)により適所に保持される。したがっ
て、ケース12を構成する、これら4個の部分は、互い
に分離可能である。
は、適切なプラスチック材料で形成するのが好ましく、
第4部分を除いて、しりばめ又は押圧力をかけることに
より結合される。第4部分は、図示の例では、複数本の
ねじ(図示せず)により適所に保持される。したがっ
て、ケース12を構成する、これら4個の部分は、互い
に分離可能である。
【0017】ケース12の第1大径部分14は、ファン
24を作動する電動機22を収容するとともにこれを保
持する。ファンは、第3部分18内に収容され、上部孔
26から空気を吸い込み、第2部分16に形成した孔3
0と向かい合う側部孔28を通じて空気を吐き出す。
24を作動する電動機22を収容するとともにこれを保
持する。ファンは、第3部分18内に収容され、上部孔
26から空気を吸い込み、第2部分16に形成した孔3
0と向かい合う側部孔28を通じて空気を吐き出す。
【0018】第1大径部分14は、その内部に、通常の
ソケット32にスイッチ34を介して接続されるプリン
ト回路カード31を保持する。このソケットは、変圧器
を介して電線(図示せず)により電源と接続自在になっ
ている。2個の、ともに符合36で示す同心状の金属製
コイルばね(これらの外側のばねが、図2では見える)
を、プリント回路カード31に固定する。これらのコイ
ルばねは、圧電セラミック円板51を弾性的に支持する
とともに、プリント回路カード31と、圧電セラミック
素子に設けた電気接点(図示せず)との間の電気的接続
ももたらす。茶碗状部15は、その底に、下部が圧電セ
ラミック素子51により閉じられた孔40を備える。電
動機22は、ソケット32とスイッチ34とを介して通
電される。
ソケット32にスイッチ34を介して接続されるプリン
ト回路カード31を保持する。このソケットは、変圧器
を介して電線(図示せず)により電源と接続自在になっ
ている。2個の、ともに符合36で示す同心状の金属製
コイルばね(これらの外側のばねが、図2では見える)
を、プリント回路カード31に固定する。これらのコイ
ルばねは、圧電セラミック円板51を弾性的に支持する
とともに、プリント回路カード31と、圧電セラミック
素子に設けた電気接点(図示せず)との間の電気的接続
ももたらす。茶碗状部15は、その底に、下部が圧電セ
ラミック素子51により閉じられた孔40を備える。電
動機22は、ソケット32とスイッチ34とを介して通
電される。
【0019】図3は、本発明によるエアロゾル装置10
用の1例としての電気概略回路図を示すもので、発振回
路50と圧電セラミック素子51とを備えた超音波発生
器と、圧電セラミック素子を過熱から保護する手段52
とからなる。この保護手段52は、NTCサーミスタ4
0、すなわち、負の温度係数のインピーダンスを持つ電
子部品又は装置からなる。このNTCサーミスタ40
は、抵抗器44とともに、分圧器39を構成し、NTC
サーミスタの両端間における電圧降下を、発振器50と
直列なトランジスタ46に加える。NTCサーミスタ4
0と並列に、第1コンデンサ45を接続する。トランジ
スタ46と並列に、第2コンデンサ43を接続するとと
もに、圧電セラミック素子51と直列に、第3コンデン
サ47を接続する。
用の1例としての電気概略回路図を示すもので、発振回
路50と圧電セラミック素子51とを備えた超音波発生
器と、圧電セラミック素子を過熱から保護する手段52
とからなる。この保護手段52は、NTCサーミスタ4
0、すなわち、負の温度係数のインピーダンスを持つ電
子部品又は装置からなる。このNTCサーミスタ40
は、抵抗器44とともに、分圧器39を構成し、NTC
サーミスタの両端間における電圧降下を、発振器50と
直列なトランジスタ46に加える。NTCサーミスタ4
0と並列に、第1コンデンサ45を接続する。トランジ
スタ46と並列に、第2コンデンサ43を接続するとと
もに、圧電セラミック素子51と直列に、第3コンデン
サ47を接続する。
【0020】図3の概略図は、当業者には直ちに理解で
きるので、詳しくは説明しない。NTCサーミスタは、
圧電セラミック素子と直接接触するか又は少なくともこ
れと近接して設けられるので、圧電セラミック素子の温
度が上昇し始めると、NTCサーミスタ40の両端、ひ
いてはトランジスタ46のベースでの電位差が減少する
ため、発振回路50に加わる電力が徐々に減少する。反
対に、温度が下降すると、発振回路に加わる電力は、徐
々に増加する。
きるので、詳しくは説明しない。NTCサーミスタは、
圧電セラミック素子と直接接触するか又は少なくともこ
れと近接して設けられるので、圧電セラミック素子の温
度が上昇し始めると、NTCサーミスタ40の両端、ひ
いてはトランジスタ46のベースでの電位差が減少する
ため、発振回路50に加わる電力が徐々に減少する。反
対に、温度が下降すると、発振回路に加わる電力は、徐
々に増加する。
【0021】NTCサーミスタがあるため、圧電セラミ
ック素子51は、公知の装置の場合のように熱応力を急
激に受けることがなくなり、更に、噴霧が突然中断する
こともない。
ック素子51は、公知の装置の場合のように熱応力を急
激に受けることがなくなり、更に、噴霧が突然中断する
こともない。
【0022】上述した装置10の使用及び動作につい
て、簡単に説明する。
て、簡単に説明する。
【0023】ケース12の第2部分16を外すことによ
り、噴霧すべき液状薬剤を、茶碗状部15に入れて、そ
の底部で圧電セラミック素子51の上に溜めることがで
きる。第2部分16を元に戻し、スイッチ34を入れる
と、2つの事が起こる。即ち、圧電セラミック素子51
が超音波を発生させて、茶碗状部15内に収容した液状
薬剤を霧状にし、一方、ファン24が作動することによ
り、空気流が、孔28を出て孔30を通過し、第2部分
16に設けたバッフル(そらせ板)42により下降す
る。スイッチ34を閉にしている間、患者は、ノズル1
7から吸い込み、これにより、孔28を出た空気流が、
孔30を通じて引き出されるため、室44から霧状にさ
れた薬剤を連れ去り、この薬剤が、患者により吸い込ま
れるようになる。薬剤の霧状化と、ファン24の作動と
は、患者がスイッチ34を再び押すと停止する。
り、噴霧すべき液状薬剤を、茶碗状部15に入れて、そ
の底部で圧電セラミック素子51の上に溜めることがで
きる。第2部分16を元に戻し、スイッチ34を入れる
と、2つの事が起こる。即ち、圧電セラミック素子51
が超音波を発生させて、茶碗状部15内に収容した液状
薬剤を霧状にし、一方、ファン24が作動することによ
り、空気流が、孔28を出て孔30を通過し、第2部分
16に設けたバッフル(そらせ板)42により下降す
る。スイッチ34を閉にしている間、患者は、ノズル1
7から吸い込み、これにより、孔28を出た空気流が、
孔30を通じて引き出されるため、室44から霧状にさ
れた薬剤を連れ去り、この薬剤が、患者により吸い込ま
れるようになる。薬剤の霧状化と、ファン24の作動と
は、患者がスイッチ34を再び押すと停止する。
【0024】当業者には明らかなように、上述した装置
10は、直接式霧状化タイプのものである。しかしなが
ら、当業者には、間接式霧状化を行なう超音波エアロゾ
ル装置を、本発明による特徴を備えるように構成するこ
とができることも明らかである。
10は、直接式霧状化タイプのものである。しかしなが
ら、当業者には、間接式霧状化を行なう超音波エアロゾ
ル装置を、本発明による特徴を備えるように構成するこ
とができることも明らかである。
【図1】本発明によるエアロゾル装置の等角図である。
【図2】本発明によるエアロゾル装置の中央部での縦断
面図であり、ケースに収容された、エアロゾル装置の種
々の部品を示すものである。
面図であり、ケースに収容された、エアロゾル装置の種
々の部品を示すものである。
【図3】本発明による装置の電気回路図の1例である。
40 NTCサーミスタ 50 発振回路 51 圧電セラミック素子 52 圧電セラミック素子を過熱から保護する手段
フロントページの続き (72)発明者 フラッカロリ ニコラ イタリア共和国、ブレッシア、25015 デ センツァーノ デル ガーダ、ヴィア ダ リヘロ 12
Claims (10)
- 【請求項1】 発振回路(50)を備えた超音波発生器
と、圧電セラミック素子(51)と、圧電セラミック素
子を過熱から保護する手段(52)とからなるタイプの
超音波エアロゾル装置において、この保護手段(52)
は、負性温度係数のインピーダンスを持つ電子部品また
は電子手段(40)からなることを特徴とする、超音波
エアロゾル装置。 - 【請求項2】 請求項1の記載において、前記負性温度
係数のインピーダンスを持つ電子部品または電子手段
は、負性温度特性を持つサーミスタ(40)である、超
音波エアロゾル装置。 - 【請求項3】 請求項1の記載において、前記電子部品
または電子手段は、分圧器(39)の一部を構成し、こ
の電子部品または電子手段(40)の両端間の電圧降下
は、前記発振器(50)と直列なトランジスタ(46)
にかけられる、超音波エアロゾル装置。 - 【請求項4】 請求項3の記載において、前記トランジ
スタ(46)と並列に、第1コンデンサ(43)を接続
する、超音波エアロゾル装置。 - 【請求項5】 請求項1の記載において、前記電子部品
または電子手段(40)と並列に、第2コンデンサ(4
5)を接続する、超音波エアロゾル装置。 - 【請求項6】 前記圧電セラミック素子(51)の電極
の1つは、第3コンデンサ(47)を介して、トランジ
スタ(46)のベースに接続される、超音波エアロゾル
装置。 - 【請求項7】 請求項1ないし6のいずれか1の記載に
おいて、前記圧電セラミック素子は、熔化及びまたはテ
フロン被覆タイプである、超音波エアロゾル装置。 - 【請求項8】 請求項1ないし7のいずれか1の記載に
おいて、装置のケースの構成部品間の結合は、装置が間
接式噴霧タイプの場合でも水容器を、また、噴霧する液
体薬剤用の容器を備えない、超音波エアロゾル装置。 - 【請求項9】 請求項1ないし8のいずれか1の記載に
おいて、前記圧電セラミック素子は、弾性機構により支
持される、超音波エアロゾル装置。 - 【請求項10】 請求項9の記載において、前記弾性機
構は、導電性材料からなるとともに、前記圧電セラミッ
ク素子と、これに関連するカードに設けたプリント回路
との間の電気接続をも行う、超音波エアロゾル装置。
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