【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体噴霧装置に用
いられ、超音波振動により液体を霧化し噴霧する噴霧ヘ
ッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、液体噴霧装置は、医療用もしくは
工業用に広く用いられている。上記液体噴霧装置は、超
音波振動により液体を霧化し噴霧する噴霧ヘッドを備え
ているものがある。上記噴霧ヘッドは、例えば、特開平
７−２７５７６２号公報に記載されているようにボルト
締めランジュバン型超音波振動子（以下、ランジュバン
振動子）を用いたものが提案されている。
【０００３】上記ランジュバン振動子は、共振器として
先端側に設けた放射金属ブロックと、後端側に設けたリ
ア金属ブロックとの間にそれぞれ円環状部分を有する電
極板で円環状の圧電素子を挟み込み、上記放射金属ブロ
ック及び上記リア金属ブロックの中央部分に形成したボ
ルト孔にボルトを螺入し、ワッシャ，ナットにより各構
成要素が締め付け固定されている。そして、上記ランジ
ュバン振動子は、上記放射金属ブロックの先端側端面に
形成した超音波放射面に振動板である網目状金属板をね
じ止め固定している。
【０００４】上記ランジュバン振動子は、上記超音波放
射面において霧化媒体である液体の滞留を防止し、駆動
インピーダンスを低くし、かつ霧化効率を向上させるこ
とができる。このため、上記ランジュバン振動子は、供
給される液体の種類（チクソ性の高い低い等）、液体の
供給量、或いは周囲温度に霧化効率が影響されることな
く、使用条件によっては液体が上記超音波放射面に滞留
したり、霧化されずに滴下してしまうことなく、効率よ
くかつ安定した霧化が行える。また、上記ランジュバン
振動子は、霧化促進部の機械的強度が低下することがな
く、耐久性に優れている。
【０００５】しかしながら、上記特開平７−２７５７１
２号公報に記載の噴霧ヘッドは、上記ランジュバン振動
子の中心部に上記ボルトを配置して圧電素子に与圧を付
与し、圧縮領域下で使用することを目的として考案され
ている。このため、上記ランジュバン振動子で発生する
超音波振動の振動振幅は、上記超音波放射面の外周エッ
ヂ端面部が最大振幅となり、上記超音波放射面の中心軸
端面の振幅が小さいという問題がある。このことによ
り、上記ランジュバン振動子は、上記網目状金属板の外
周近傍でのみ液体が霧化している。
【０００６】上記問題を対策するため、上記特開平７−
２７５７１２号公報に記載の噴霧ヘッドは、上記ランジ
ュバン振動子に対して、霧化促進孔を形成して霧化面積
を増加させているが、上記超音波放射面の全面積を確実
に霧化面として使用できていない。
【０００７】ここで、人体内への医療用途を考えると、
噴霧装置は、総じて細い管腔内（気道、肺、消化器官な
ど）での噴霧が考えられ、これら細い管腔内に侵入でき
るように例えば外径を最大数ｍｍ程度にする必要があ
る。しかしながら、上記特開平７−２７５７１２号公報
に記載の噴霧ヘッドは、上述した構成により、上記ラン
ジュバン振動子の上記超音波放射面を有効に使用できな
い。噴霧装置は、超音波放射面の大きさが噴霧量に直接
関わるパラメータであるので、これを少しでも広く取れ
るよう構成することが重要である。
【０００８】また、上記ランジュバン振動子は、比較的
大きな出力の超音波振動を容易に得易いが、高周波数
（数百ｋＨｚ以上の周波数）の超音波を得るために全長
の制限・ボルト強度不足・発熱問題等が有る。このた
め、上記ランジュバン振動子は、１００ｋＨｚ前後の周
波数で駆動される場合が上限である。この場合、霧化粒
径は、超音波振動数に依存するため、３０〜１２０μｍ
と比較的大きな粒径の液滴となると予想される。このた
め、噴霧ヘッドとして上記ランジュバン振動子を用いる
噴霧装置は、人体内への医療用途（特に、呼吸疾患の治
療用途の場合）を考えると、必要な粒径（数μｍ）を得
ることが非常に困難である。
【０００９】一般に、医療用途の噴霧装置は、霧化粒径
確保の点から数ＭＨｚの超音波振動が利用されている
が、疾患部への大量短時間投与を実現するために、装置
が大型化し、体外に設置配備されるものが多く、体内用
又は携帯用に適したものは少ない。そこで、噴霧ヘッド
は、共振器の基端側全面に圧電素子を接着固定して超音
波振動子を構成し、この超音波振動子の上記共振器の先
端側に、液体供給手段から供給される液体を霧化するた
めの振動板を設置して構成することが考えられる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記共
振器の基端側全面に圧電素子を接着固定して超音波振動
子を構成した噴霧ヘッドは、上記超音波振動子を長時間
振動させると、上記圧電素子を接着固定している接着が
緩んで振動が減少して霧化効率を悪化させる虞れが生じ
る。
【００１１】また、上記噴霧ヘッドは、上記圧電素子を
接着するための接着剤の量を増やしたり、この接着剤の
塗布する範囲を拡げたりすると、これら接着剤の量や塗
布範囲にばらつきが生じ、上記圧電素子から上記共振器
への振動伝達に影響して霧化量がばらつく虞れを生じ
る。
【００１２】本発明は、これらの事情に鑑みてなされた
ものであり、霧化効率が良く且つ耐久性に優れ、医療用
途に適した粒径を安定して大量噴霧可能な小型の噴霧ヘ
ッドを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、超音波振動により液体を霧化し噴霧する噴霧
ヘッドにおいて、基端側に設けた圧電素子の微小変位を
増幅して先端側へ伝達する共振器を有し、超音波振動を
発生するための超音波振動子と、この超音波振動子の前
記共振器に対して、前記圧電素子を押圧固定する押圧固
定手段と、を具備したことを特徴としている。この構成
により、霧化効率が良く且つ耐久性に優れ、医療用途に
適した粒径を安定して大量噴霧可能な小型の噴霧ヘッド
を実現する。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。
（第１の実施の形態）図１ないし図１０は本発明の第１
の実施の形態に係り、図１は本発明の第１の実施の形態
を備えた医用噴霧システムを示す全体構成図、図２は図
１の噴霧カテーテルの先端側を示す説明図、図３は図２
の噴霧カテーテルをＡ方向から見た外観正面図、図４は
図１の噴霧カテーテルの後端側を示す説明図、図５は図
１の噴霧カテーテルの先端側を示す断面説明図、図６は
図５の噴霧カテーテルの圧電素子群付近を示す断面説明
図、図７は図５のＢ−Ｂ断面図、図８は図５の噴霧ヘッ
ドを示す断面構成図、図９は図８の先端共振器を後端共
振器に螺合する前の状態を示す概略説明図、図１０は超
音波振動子の組み立て斜視図である。
【００１５】本実施の形態では、医用噴霧装置、特に気
管支治療用に用いられる医用噴霧装置に本発明を適用し
て説明する。
【００１６】図１に示すように本発明の第１の実施の形
態を備えた医用噴霧システム１は、内視鏡装置２と、医
用噴霧装置（以下、単に噴霧装置）３と、人工呼吸器４
とから構成される。尚、本実施の形態の医用噴霧システ
ム１は、内視鏡装置２と組み合わせるように構成してい
るが、噴霧装置３のみでもシステムを構成可能である。
【００１７】前記内視鏡装置２は、図示しない撮像手段
を備えた電子内視鏡（以下、内視鏡）２ａに光源装置
（不図示）及びビデオプロセッサ（不図示）を着脱自在
に接続して構成される。前記内視鏡装置２は、前記光源
装置から前記内視鏡２ａに照明光が供給され、被写体を
照明する。照明された被写体像は、前記内視鏡２ａの挿
入部先端部から取り込まれ、前記撮像装置で撮像され
る。前記ビデオプロセッサは、前記内視鏡２ａの撮像装
置からの撮像信号を図示しない信号処理回路で信号処理
し、図示しないモニタに伝送して内視鏡画像を表示させ
るようになっている。
【００１８】前記噴霧装置３は、気管支に挿入可能な細
長で軟性な可撓管１０の先端側に設けられ、超音波振動
によって液体である薬液を霧化し噴霧する噴霧ヘッド１
１Ａを備えた噴霧カテーテル１１と、この噴霧カテーテ
ル１１の前記噴霧ヘッド１１Ａを制御する制御装置１２
とから主に構成されている。
【００１９】前記噴霧カテーテル１１は、前記可撓管１
０の後端側にコネクタ部１３が延出されている。このコ
ネクタ部１３は、中継コネクタ１４を介して駆動信号線
１５及び送液チューブ１６を着脱自在に接続されること
で、前記制御装置１２に接続されるようになっている。
【００２０】また、前記噴霧カテーテル１１は、前記可
撓管１０の外周を前記噴霧ヘッド１１Ａの基端側からテ
フロン（登録商標）等の外装チューブ１７に覆われてい
る。この外装チューブ１７は、前記可撓管１０の後端側
に設けたねじ止め固定部１８により、前記可撓管１０に
対して位置決め固定される。これら外装チューブ１７及
びねじ止め固定部１８は、前記噴霧カテーテル１１の先
端側を管腔中央に位置決めするためのセンターリング手
段を構成している。このセンターリング手段は、後述す
る。
【００２１】前記噴霧カテーテル１１及び前記内視鏡２
ａは、気管チューブ２１に挿通されて気管支内に導出さ
れるようになっている。前記気管チューブ２１は、この
体腔外側に設けた接続部であるエアウェイ２２に圧力セ
ンサ２３が設けられている。また、前記気管チューブ２
１は、接続チューブ２４を介して前記人工呼吸器４が接
続されている。更に、前記気管チューブ２１は、この先
端側を体腔内で固定するためのバルーン２５が設けられ
ている。尚、この気管チューブ２１は、一般的に使用さ
れている気管チューブであるので詳細な説明を省略す
る。
【００２２】前記圧力センサ２３は、前記制御装置１２
に信号線２３ａで接続されている。この圧力センサ２３
は、前記人工呼吸器４による吸気呼気時の圧力を検出
し、センサ信号を前記制御装置１２に出力するようにな
っている。前記圧力センサ２３は、検知する圧力の闇値
を前記人工呼吸器４による圧力上昇時と下降時、つまり
吸気開始時と終了時の闇値をそれぞれ別に設定可能であ
る。前記圧力センサ２３は、アンプ分離型のデジタル又
はアナログ圧力センサである。前記圧力センサ２３は、
前記制御装置１２にて噴霧・送液駆動のタイミングを検
出することも可能である。従って、前記制御装置１２
は、前記圧力センサ２３からのセンサ信号に基づき、前
記噴霧ヘッド１１Ａを制御可能である。このことによ
り、本実施の形態では、前記制御装置１２と前記人工呼
吸器４とを接続することなく、吸気呼気時のタイミング
に合わせて薬液の噴霧を行うことが可能となっている。
【００２３】前記制御装置１２は、前記噴霧カテーテル
１１の前記噴霧ヘッド１１Ａへ駆動信号（交番電圧）を
出力して駆動する駆動回路３１と、前記噴霧ヘッド１１
Ａに薬液を供給する送液部３２と、この送液部３２を駆
動する送液駆動部３３と、前記送液部３２からの薬液の
供給を制御する電磁弁３４と、これらを制御する制御部
３５とから構成される。また、前記制御装置１２は、図
示しないスイッチ類を備えた操作パネル３６の操作によ
り、前記制御部３５及び前記駆動回路３１が制御される
ようになっている。尚、前記制御部３５は、例えばプロ
グラマブルコントローラであり、前記駆動回路３１，前
記送液部３２，前記送液駆動部３３及び前記電磁弁３４
を制御するためのプログラムを内蔵している。
【００２４】前記制御部３５は、前記圧力センサ２３か
らのセンサ信号及び前記操作パネル３６からの操作信号
に基づき、前記送液駆動部３３へ送液開始又は停止信号
を出力するようになっている。前記送液駆動部３３は、
前記制御部３５からの信号に基づき、前記送液部３２へ
駆動信号を出力するようになっている。前記送液部３２
は、前記送液駆動部３３からの駆動信号で駆動され、前
記噴霧カテーテル１１へ薬液を供給するようになってい
る。このとき、前記制御部３５は、前記電磁弁３４へ開
閉信号を出力して、薬液の供給を制御している。尚、前
記電磁弁３４は、送液停止時に前記送液部３２からの薬
液がだらだらと供給されるのを防止するためのものであ
る。また、前記電磁弁３４は、複数設けても良い。前記
送液部３２は、薬液の残量を検出する図示しないリミッ
トセンサを備え、薬液が残り少なくなったとき、リミッ
ト検出信号を前記制御部３５へ出力するようになってい
る。
【００２５】また、前記制御部３５は、前記圧力センサ
２３からのセンサ信号及び前記操作パネル３６からの操
作信号又は前記送液部３２からのリミット検出信号に基
づき、前記駆動回路３１へ噴霧開始又は停止信号を出力
するようになっている。前記駆動回路３１は、前記噴霧
ヘッド１１Ａへ出力する駆動信号（交番電圧）の電流値
を図示しない電流検知手段により検知するようになって
いる。前記駆動回路３１は、前記電流検知手段によりリ
ークや断線等を検知すると、前記制御部３５へ非常停止
信号を出力すると共にシャットダウンするようになって
いる。また、前記駆動回路３１は、前記操作パネル３６
の図示しない非常停止ボタンの押下操作によっても、前
記制御部３５へ非常停止信号を出力するようになってい
る。
【００２６】次に、前記噴霧カテーテル１１の詳細構成
を説明する。先ず、図２〜図４を用いて前記噴霧カテー
テル１１の先端側を管腔内で位置決めするためのセンタ
ーリング手段を説明する。
【００２７】図２及び図３に示すように前記噴霧カテー
テル１１は、前記外装チューブ１７の先端側付近に切れ
込みをいれて４つに分割し、センターリング部４１を形
成している。そして、図４に示すように前記可撓管１０
に対して前記ねじ止め固定部１８を先端側へずらすと、
前記外装チューブ１７の先端側が前記噴霧ヘッド１１Ａ
と前記可撓管１０の先端部との接続部４２に形成した当
接部４２ａ（図５参照）で止められ、前記可撓管１０に
対して縮むことで、前記センターリング部４１が外周外
向きに拡がるようになっている。
【００２８】ここで、前記外装チューブ１７は、前記ね
じ止め固定部１８により、前記可撓管１０に対して位置
決め固定されることで、前記センターリング部４１の外
周外向きへの拡がりが固定される。このことにより、前
記噴霧カテーテル１１は、この先端側が気管支内の管腔
中央に位置決めされ、前記噴霧ヘッド１１Ａから噴霧さ
れる薬液が気管支内の管腔壁に付着することなく、目的
部位まで到達できるようになっている。
【００２９】次に、図５〜図７を用いて前記噴霧カテー
テル１１の先端側の構成について説明する。上述したよ
うに前記噴霧カテーテル１１は、前記可撓管１０の先端
側に前記噴霧ヘッド１１Ａを備えて構成されている。
【００３０】図５に示すように前記噴霧ヘッド１１Ａ
は、厚さ方向に分極処理された圧電素子５１ａをこの分
極方向が交互に対向するように複数枚積層した圧電素子
群５１及びこの圧電素子群５１の微小変位を増幅するス
テンレス製の共振器５２で構成される超音波振動子５３
Ａと、この超音波振動子５３Ａの外周を覆うように前記
共振器５２の基端側大径部５２ａの外周側面に固定され
る樹脂製の円筒管５４とで構成されている。尚、前記共
振器は、この材質をステンレス製に限らず、チタンやア
ルミ合金等で形成しても良い。
【００３１】前記噴霧ヘッド１１Ａは、噴霧側を覆うよ
うに前記円筒管５４の先端側に樹脂製の噴霧ヘッドカバ
ー５５が設けられている。尚、この噴霧ヘッドカバー５
５は、前記円筒管５４に一体的に設けられても良い。
【００３２】前記噴霧ヘッド１１Ａは、この後端側を外
装部材５６に保持固定されている。この外装部材５６
は、この後端部を前記接続部４２で接続固定されてい
る。この接続部４２は、前記外装チューブ１７の先端側
端面が当接する当接部４２ａを形成している。上述した
ように前記外装チューブ１７の先端側は、この当接部４
２ａに当接されて止められるようになっている。
【００３３】前記噴霧ヘッド１１Ａの前記共振器５２
は、この端面に振動板として例えば、ステンレス製の厚
さ０．０５ｍｍの円盤形状の無孔振動板５７が接合固定
されている。また、この無孔振動板５７の噴霧側には、
数十〜数百μｍの穴径のメッシュ５８ａを複数形成して
いるメッシュプレート５８が振動自在な状態で保持され
ている。
【００３４】このメッシュプレート５８に対向する前記
円筒管５４の内周面側は、前記超音波振動子５３Ａの縦
振動モードによる前記メッシュプレート５８の当接から
保護するための保護部材５９が設けられている。
【００３５】前記共振器５２は、この基端側大径部５２
ａ内に例えば、内径φ０．３ｍｍの薬液供給排出管６０
の先端側が挿通固定されている。この薬液供給排出管６
０の他端側は、薬液チューブ６１に接続される前記中継
コネクタ１４まで延出している。
【００３６】前記圧電素子群５１は、前記共振器５２の
基端側で保持固定されている。前記圧電素子群５１は、
図６及び図７に示すようにそれぞれの圧電素子５１ａの
電極に駆動信号線６３が接続されている。これら駆動信
号線６３の他端側は、熱収縮チューブ６４でまとめられ
て電線チューブ６５に挿通し、前記中継コネクタ１４ま
で延出している。
【００３７】前記接続部４２の基端側に接続される前記
可撓管１０の先端部１０ａは、この外装シース６７を熱
収縮チューブ６８で前記接続部４２の延出部４２ｂとで
挟持され、更にその外周を金属リング６９で固定してい
る。
【００３８】次に、図８及び図９を用いて前記噴霧ヘッ
ド１１Ａの詳細構成を説明する。図８に示すように前記
超音波振動子５３Ａは、前記圧電素子群５１の先端側端
面が前記共振器５２の基端側大径部５２ａの端面に後述
の押圧固定手段により押圧固定され、これら圧電素子群
５１と共振器５２とで一体的に構成されている。このと
き、前記共振器５２は−極に導通されるようになってい
る。
【００３９】前記圧電素子５１ａは、厚さ方向に分極処
理された圧電材料を用いて形成され、両端面に銀又はニ
ッケル電極がそれぞれパターニングされている。前記圧
電素子５１ａは、例えば厚さ０．２ｍｍ、外径２ｍｍ×
２ｍｍの四角形状である。
【００４０】前記圧電素子５１ａは、例えば、分極方向
が対向するように４枚積層して前記圧電素子群５１を構
成している。尚、本実施の形態では、前記圧電素子を４
枚積層して圧電素子群５１を構成しているが、積層枚数
を増加させれば振幅を増大させ噴霧量を増加でき、積層
枚数を減少させれば、高周波数化され、粒子径の微細化
が図られることは言うまでもない。
【００４１】前記圧電素子５１ａは、十極と−極とを前
記駆動信号線６３であるリード線に接続されている。
尚、前記圧電素子５１ａは、十極と−極とを図示しない
フレキシブル基板を介して前記駆動信号線６３に接続さ
れていても良い。また、各圧電素子５１ａ間は、配線接
続を容易とするために図示しない電極板を設置しても良
い。
【００４２】これら駆動信号線６３を介して、前記圧電
素子５１ａは、前記駆動回路３１から間欠された正弦波
又は矩形波の駆動信号を所定の電圧・周波数・パルス数
にて印加されて微小変位するようになっている。そし
て、前記噴霧ヘッド１１Ａは、前記圧電素子群５１で発
生した超音波振動により、前記共振器５２を長手軸方向
の縦振動モードで励起し、後述する貯液部に貯液された
薬液を前記無孔振動板５７の噴霧側面上に供給して、こ
の無孔振動板５７の噴霧側面上から霧化し噴霧させるよ
うになっている。
【００４３】前記共振器５２は、この先端側大径部５２
ｂに凹部７０ａが形成され、この外周部端面でのみ前記
無孔振動板５７が接合固定されている。このことによ
り、前記共振器５２は、前記凹部７０ａによって、前記
無孔振動板５７の振動変位が薬液接触による減衰を引き
起こしにくく、前記圧電素子群５１に印加される電圧値
が小さい値でも、容易に噴霧を可能とすると共に、逆に
高い電圧を印加することにより、より高粘度の薬液又
は、低表面張力の薬液又は比較的大きな分散粒子を含む
薬液を噴霧することができる。前記無孔振動板５７は、
例えばフッ素系の撥水膜７１がコーティングされてい
る。尚、前記先端側大径部５２ｂの端面は、前記撥水膜
７１がコーティングされていない。
【００４４】前記共振器５２は、前記先端側大径部５２
ｂと前記基端側大径部５２ａとの間に細径部５２ｃを形
成している。前記共振器５２は、例えば、全長６ｍｍ
で、前記基端側大径部５２ａを外径略φ４ｍｍ、前記先
端側大径部５２ｂを外径略φ３ｍｍ、前記細径部５２ｃ
を外径略φ０．８ｍｍに形成している。
【００４５】このことにより、前記共振器５２は、この
断面積を前記細径部５２ｃで減少させている。このた
め、前記共振器５２は、前記圧電素子群５１で発生する
微小変位に共振励振する振動振幅の拡大率が向上し、単
なる円筒共振器５２よりも大振幅を得られ易くなってい
る。また、前記共振器５２は、振動腹位置に形成された
先端側大径部５２ｂが付加質量となり、この先端側大径
部５２ｂと細径部５２ｃとの接続部５２ｄで大きな変形
を誘引するようになっている。このことにより、前記共
振器５２は、先端側大径部５２ｂの外周部（無孔振動板
５７の接合外周部）において、最大変位となる縦振動モ
ードが励振され、前記無孔振動板５７と共に屈曲振動を
行う。結果として、前記無孔振動板５７は、前記共振器
５２に共振励振し、大振幅振動を励起して前記共振器５
２の先端側大径部５２ｂの中央部付近において、最大振
幅が得られるようになっている。
【００４６】上述したように前記共振器５２の基端側大
径部５２ａは、この外周側面に前記円筒管５４が接着固
定されている。このことにより、前記共振器５２の細径
部５２ｃの外周と前記円筒管５４の内径との間は、前記
薬液供給排出管６０の先端開口が設けられ、この薬液供
給排出管６０から供給される薬液を貯液するための貯液
部７２を形成している。
【００４７】前記円筒管５４は、この先端側端面と前記
共振器５２の先端側大径部５２ｂの端面に比べ、長手軸
方向に数百μｍ程度長く形成されている。また、前記円
筒管５４は、この内径と前記先端側大径部５２ｂの外周
とから形成される円環隙間（又は円環噴霧ギャップとも
言う）７３が約数百μｍ程度になるように同軸組立され
構成される。
【００４８】前記噴霧ヘッド１１Ａは、前記薬液供給排
出管６０から薬液を供給され、前記貯液部７２に貯液さ
れる。そして、前記噴霧ヘッド１１Ａは、上述したよう
に前記駆動回路３１から駆動信号を印加されることで、
圧電素子群５１が微小変位し、前記共振器５２が長手軸
方向の縦振動モードで励起し、前記無孔振動板５７が共
振励振して大振幅振動を励起し屈曲振動する。
【００４９】前記貯液部７２に貯液される薬液は、前記
円環隙間７３を介して前記無孔振動板５７上へ供給され
る。そして、前記無孔振動板５７上の薬液は、無孔振動
板５７の屈曲振動によりこの無孔振動板５７上でキャピ
ラリー波を励起され、このキャピラリー波により前記無
孔振動板５７全面から大量の薬液が霧化されて、前記メ
ッシュプレート５８のメッシュ５８ａを介して分離飛翔
し噴霧されるようになっている。
【００５０】ここで、前記共振器５２の基端側大径部５
２ａ全面に前記圧電素子群５１を接着固定して構成した
超音波振動子は、長時間振動させると、前記圧電素子群
５１を接着固定している接着が緩んで振動が減少して霧
化効率を悪化させる虞れが生じる。
【００５１】また、超音波振動子は、前記圧電素子群５
１を接着するための接着剤の量を増やしたり、この接着
剤の塗布する範囲を拡げたりすると、これら接着剤の量
や塗布範囲にばらつきが生じ、前記圧電素子群５１から
前記共振器５２への振動伝達に影響して霧化量がばらつ
く虞れを生じる。
【００５２】そこで、本実施の形態では、前記押圧固定
手段として、噴霧側の先端共振器８１と、前記圧電素子
群５１を収容保持する後端共振器８２との２つで前記共
振器５２を構成し、前記先端共振器８１を前記後端共振
器８２に螺合し、押圧部材８３を介して前記圧電素子群
５１を押圧固定するように構成している。
【００５３】前記先端共振器８１は、前記後端共振器８
２との接続側に雄ねじ部８１ａを形成している。一方、
前記後端共振器８２は、前記先端共振器８１の雄ねじ部
８１ａが螺合される雌ねじ部８２ａを形成している。
【００５４】そして、図９に示すように前記先端共振器
８１の雄ねじ部８１ａは、前記後端共振器８２の雌ねじ
部８２ａに螺合されると、前記後端共振器８２の収納部
８２ｂ内に突き抜け、前記押圧部材８３を介して前記圧
電素子群５１を前記後端共振器８２の収納部８２ｂ底部
に押圧固定するようになっている。また、前記押圧部材
８３は、先端共振器８１の雄ねじ部８１ａの螺入による
前記圧電素子群５１の回転を防止している。尚、符号６
０ａは、前記薬液供給排出管６０が挿通される貫通孔で
ある。
【００５５】このように構成される前記噴霧ヘッド１１
Ａは、図１０に示すように前記超音波振動子５３Ａを組
み立てられる。先ず、先端共振器８１は、この先端側大
径部５２ｂに対して凹部７０ａの外周部端面に無孔振動
板５７が接合固定される。
【００５６】そして、後端共振器８２は、この収納部８
２ｂに圧電素子５１ａを複数枚積層した圧電素子群５１
が最上面の圧電素子５１ａに押圧部材８３を載せて収納
される。尚、後端共振器８２の収納部８２ｂは、圧電素
子５１ａの両端面の電極から延出する電極延出部５１ｂ
に駆動信号線６３が接続可能に、また、貫通孔６０ａに
薬液供給排出管６０が配設可能に側部を切り欠いて形成
されている。
【００５７】そして、上述したように先端共振器８１を
後端共振器８２に螺合することで、押圧部材８３を介し
て圧電素子群５１が後端共振器８２に押圧固定される。
【００５８】次に、図示しないが後端共振器８２の外周
側面に円筒管５４が接着固定される。
【００５９】このように構成される噴霧ヘッド１１Ａ
は、前記超音波振動子５３Ａを長時間振動させても、圧
電素子群５１が後端共振器８２に押圧固定されているの
で、圧電素子群５１の固定が緩むことがない。従って、
本実施の形態の噴霧ヘッド１１Ａは、霧化効率が良く且
つ耐久性に優れ、医療用途に適した粒径を安定して大量
噴霧可能であり、小型化が可能である。
【００６０】（第２の実施の形態）図１１ないし図１４
は本発明の第２の実施の形態に係り、図１１は本発明の
第２の実施の形態の噴霧ヘッドを示す断面構成図、図１
２は図１１の超音波振動子の概略斜視図、図１３は超音
波振動子の組み立て斜視図、図１４は押圧部材を用いて
圧電素子群を先端共振器の基端側端面に押圧固定する際
の説明図であり、図１４（ａ）は押圧部材で先端共振器
を後端共振器に押圧し、圧電素子群を後端共振器の底部
から先端共振器の基端側端面に押圧した状態の説明図、
図１４（ｂ）は同図（ａ）の側面図、図１４（ｃ）は同
図（ｂ）の状態からレーザ溶接した際の説明図、図１４
（ｄ）は同図（ｃ）の状態から嵌通部の細径部を基端側
付近から切断し、押圧冶具と共に取り外した際の説明図
である。
【００６１】上記第１の実施の形態では、押圧固定手段
として前記先端共振器８１を前記後端共振器８２に螺合
することで前記固定部材８３を介して前記圧電素子群５
１を押圧固定するように構成しているが、本第２の実施
の形態では、押圧固定手段として先端共振器を後端共振
器に押圧してレーザ溶接することで、前記圧電素子群５
１を押圧固定するように構成する。それ以外の構成は、
上記第１の実施の形態とほぼ同様なので説明を省略し、
同じ構成には同じ符号を付して説明する。
【００６２】図１１に示すように本発明の第２の実施の
形態の噴霧ヘッド１１Ｂは、上記第１の実施の形態で説
明したねじ部を設けることなく、先端共振器９１及び後
端共振器９２をレーザ溶接で固定して超音波振動子５３
Ｂが構成されるようになっている。
【００６３】図１２に示すように前記超音波振動子５３
Ｂは、前記収納部９２ｂに前記圧電素子群５１を収納し
た状態で、前記先端共振器９１を前記後端共振器９２に
取り付け、後述の押圧冶具により前記先端共振器９１を
前記後端共振器９２に押圧しつつ、前記後端共振器９２
を前記先端共振器９１に向かって引っ張り、前記圧電素
子群５１を前記後端共振器９２の底部から前記先端共振
器９１の基端側端面に押圧して、前記後端共振器９２の
外周側部からレーザ溶接して固定するようになってい
る。尚、このレーザ溶接は、前記後端共振器９２の外周
側部に対して垂直にレーザを照射しても良いし、前記先
端共振器９１と前記後端共振器９２との境目に対して斜
めにレーザを照射しても良い。
【００６４】このように構成される前記噴霧ヘッド１１
Ｂは、図１３及び図１４に示すように前記超音波振動子
５３Ｂを組み立てられる。先ず、図１３に示すように先
端共振器９１は、この先端側大径部５２ｂに対して凹部
７０ａの外周部端面に無孔振動板５７が接合固定され
る。そして、後端共振器９２は、この収納部９２ｂに圧
電素子５１ａを複数枚積層した圧電素子群５１が収納さ
れる。
【００６５】尚、後端共振器９２は、底部９２ｃの４隅
に略三角柱状部９２ｄが４本延出しており、収納部９２
ｂを構成している。これら４本の略三角柱状部９２ｄ
は、それぞれ上端面に後述する押圧冶具９５の掛止部９
５ａを嵌通するための嵌通孔９３ａを形成した嵌通部９
３が設けられている。これら嵌通部９３は、後述するよ
うに先端共振器９１と後端共振器９２とをレーザ溶接し
た後、細径部９３ｂを切断されて押圧冶具と共に取り外
されるようになっている。そして、先端共振器９１の基
端側に形成された溝部９１ａに後端共振器９２の４本の
略三角柱状部９２ｄをはめ込み取り付ける。
【００６６】次に、この状態から図１４に示すように押
圧冶具９５を用いて、圧電素子群５１を後端共振器９２
の底部から先端共振器９１の基端側端面に押圧する。先
ず、図１４（ａ），（ｂ）に示すように無孔振動板５７
の上端面に保護部材９６を載せて押圧冶具９５を、無孔
振動板５７と共に先端共振器９１に被せると共に、押圧
冶具９５の掛止部９５ａを後端共振器９２の嵌通部９３
の嵌通孔９３ａに嵌通させて掛止し、押圧冶具９５の雄
ねじ部９５ｂを雌ねじ部９５ｃに螺合する。
【００６７】すると、押圧冶具９５の雄ねじ部９５ｂ
は、保護部材９６を介して先端共振器９１を後端共振器
９２に押圧しつつ、押圧冶具９５の掛止部９５ａは後端
共振器９２を先端共振器９１に向かって引っ張り、圧電
素子群５１を後端共振器９２の底部から先端共振器９１
の基端側端面に押圧した状態となる。
【００６８】そして、この状態で図１４（ｂ）に示すよ
うに４本の略三角柱状部９２ｄの先端側をレーザ溶接す
る。尚、このとき、レーザ溶接は、略三角柱状部９２ｄ
の外周側部に対して垂直にレーザを照射しても良いし、
先端共振器９１と略三角柱状部９２ｄとの境目に対して
斜めにレーザを照射しても良い。
【００６９】次に、この状態から図１４（ｄ）に示すよ
うに嵌通部９３の細径部９３ｂを基端側付近から切断
し、押圧冶具９５と共に取り外す。
【００７０】これにより、超音波振動子５３Ｂは、圧電
素子群５１を先端共振器９１の基端側全面に押圧固定す
ることができる。以降の組立は、上記第１の実施の形態
で説明したのと同様であるので、説明を省略する。この
結果、本第２の実施の形態の噴霧ヘッド１１Ｂは、上記
第１の実施の形態と同様な効果を得ることが可能であ
る。
【００７１】尚、本発明は、以上述べた実施形態のみに
限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲
で種々変形実施可能である。
【００７２】［付記］
（付記項１） 超音波振動により液体を霧化し噴霧する
噴霧ヘッドにおいて、基端側に設けた圧電素子の微小変
位を増幅して先端側へ伝達する共振器を有し、超音波振
動を発生するための超音波振動子と、この超音波振動子
の前記共振器に対して、前記圧電素子を押圧固定する押
圧固定手段と、を具備したことを特徴とする噴霧ヘッ
ド。
【００７３】（付記項２） 前記押圧固定手段は、前記
共振器を噴霧側の先端共振器と、前記圧電素子を収容保
持する後端共振器との２つで構成し、前記先端共振器を
前記後端共振器に押圧することで前記圧電素子を押圧固
定することを特徴とする付記項１に記載の噴霧ヘッド。
【００７４】（付記項３） 前記押圧固定手段は、前記
先端共振器を前記後端共振器に螺合することで固定部材
を介して前記圧電素子を押圧固定することを特徴とする
付記項２に記載の噴霧ヘッド。
【００７５】（付記項４） 前記押圧固定手段は、前記
先端共振器を前記後端共振器に押圧してレーザ溶接する
ことで、前記圧電素子を押圧固定することを特徴とする
付記項２に記載の噴霧ヘッド。
【００７６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、霧
化効率が良く且つ耐久性に優れ、医療用途に適した粒径
を安定して大量噴霧可能な小型の噴霧ヘッドを実現でき
る。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid spraying apparatus.
Spray that atomizes and sprays liquid by ultrasonic vibration
About 2. Description of the Related Art In recent years, liquid spray devices have been used for medical or medical purposes.
Widely used for industrial purposes. The liquid spray device is super
Equipped with a spray head that atomizes and sprays liquid by sonic vibration
There are things that are. The spray head is, for example,
No. 7,275,762.
Langevin-type ultrasonic transducer (hereinafter, Langevin)
(Vibrator) has been proposed. The above-mentioned Langevin vibrator is used as a resonator.
The radiating metal block provided at the front end and the
A) each having an annular portion between the metal block
The ring-shaped piezoelectric element is sandwiched between the pole plates,
And the box formed at the center of the rear metal block.
Screw a bolt into the bolt hole, and use
The component is tightened and fixed. And the above lunge
The Tuban vibrator is attached to the end face on the tip side of the radiating metal block.
Attach a mesh metal plate as a vibrating plate to the formed ultrasonic radiation surface.
It is fastened and fixed. The above-mentioned Langevin vibrator is provided with
Drives by preventing liquid that is atomizing medium from staying on the launch surface
Lowering impedance and improving atomization efficiency
Can be. For this reason, the Langevin vibrator is
The type of liquid supplied (high or low thixotropy, etc.)
Atomization efficiency is not affected by supply amount or ambient temperature.
Liquid stays on the ultrasonic emission surface depending on the operating conditions.
Without dripping or dripping without atomization
Stable atomization can be achieved. In addition, the above-mentioned Langevin
The vibrator ensures that the mechanical strength of the atomization
And excellent in durability. However, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-27571 describes
The spray head described in Japanese Patent Application Publication No.
Place the bolts in the center of the element to apply pressure to the piezoelectric element.
Designed for use under compression areas
ing. For this reason, it occurs in the above-mentioned Langevin oscillator
The vibration amplitude of the ultrasonic vibration is determined by the outer edge of the ultrasonic radiation surface.
ヂ The end face has the maximum amplitude and the center axis of the ultrasonic emission surface
There is a problem that the amplitude of the end face is small. By this
The Langevin vibrator is located outside the mesh metal plate.
The liquid is atomized only around the circumference. In order to solve the above-mentioned problem, Japanese Patent Laid-Open Publication No.
The spray head described in Japanese Patent No.
Atomization promotion holes are formed on the tubin vibrator to form the atomization area.
But the entire area of the ultrasonic emission surface is ensured.
It cannot be used as an atomizing surface. [0007] Here, considering medical use in the human body,
Nebulizers are generally used in small lumens (airways, lungs, digestive organs, etc.).
Etc.) and can enter these small lumens.
For example, the outer diameter needs to be
You. However, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-275712 describes
The spray head described in 1 above has the above-described configuration,
The ultrasonic emission surface of the Juban transducer cannot be used effectively.
No. The size of the ultrasonic radiation surface is directly related to the spray volume.
Since it is a related parameter, take this as wide as possible
It is important to configure it. The above-mentioned Langevin vibrator is relatively
It is easy to obtain high-power ultrasonic vibration, but high frequency
Total length to obtain ultrasonic waves (frequency of several hundred kHz or more)
Limitations, insufficient bolt strength, heat generation problems, etc. others
The Langevin vibrator has a frequency of around 100 kHz.
The upper limit is the case of driving at the wave number. In this case, atomized grains
Since the diameter depends on the ultrasonic frequency, 30 to 120 μm
Is expected to be a droplet having a relatively large particle size. others
Use the Langevin vibrator as a spray head
Nebulizers are used for medical applications in the human body, especially for the treatment of respiratory diseases.
For medical use), the required particle size (several μm)
It is very difficult to In general, a spraying device for medical use has an atomized particle size.
Ultrasonic vibration of several MHz is used from the point of securing
However, in order to realize large-volume short-time administration to the diseased part,
Are larger and are often installed and deployed outside the body,
Or few are suitable for portable use. So, the spray head
Is to attach a piezoelectric element over the entire base
A wave oscillator is formed, and the tip of the resonator of the ultrasonic oscillator is
At the end, the liquid supplied from the liquid supply means is atomized.
It is conceivable to install and configure a diaphragm for this purpose. SUMMARY OF THE INVENTION
Ultrasonic vibration by bonding and fixing a piezoelectric element over the entire proximal end of the vibrator
The spray head that constitutes the ultrasonic
When vibrated, the adhesive fixing the piezoelectric element
It may loosen and reduce vibration, which may deteriorate atomization efficiency.
You. [0011] Further, the spray head includes the piezoelectric element.
You can increase the amount of glue to be glued,
When the range of application is expanded, the amount of these adhesives and
The range of the cloth varies, and the resonator
The amount of atomization may vary due to vibration transmission to the
You. The present invention has been made in view of these circumstances.
, With high atomization efficiency and excellent durability, for medical use
A small spray that can stably mass-spray a particle size suitable for the application
The purpose is to provide a code. [0013] To achieve the above object,
The present invention is directed to atomizing and spraying a liquid by ultrasonic vibration.
In the head, the small displacement of the piezoelectric element
It has a resonator that amplifies and transmits to the tip side,
Ultrasonic transducer for generating and in front of this ultrasonic transducer
Pressing and fixing the piezoelectric element against the resonator
And setting means. This configuration
With high atomization efficiency and excellent durability, medical use
Small spray head that can stably spray large quantities with suitable particle size
To achieve. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention;
An embodiment will be described. (First Embodiment) FIGS. 1 to 10 show a first embodiment of the present invention.
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an overall configuration diagram showing a medical spray system provided with
FIG. 3 is an explanatory view showing the tip side of the nebulization catheter of FIG.
FIG. 4 is an external front view of the nebulization catheter of FIG.
Explanatory drawing showing the rear end side of the nebulization catheter of FIG. 1, FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional explanatory view showing the distal end side of the nebulization catheter 1;
Sectional description showing the vicinity of the piezoelectric element group of the nebulization catheter in FIG.
FIG. 7 is a sectional view taken along line BB of FIG. 5, and FIG. 8 is a spray head of FIG.
FIG. 9 is a cross-sectional configuration diagram showing the resonator, and FIG.
FIG. 10 is a schematic explanatory view showing a state before being screwed into a shaker, and FIG.
It is an assembly perspective view of a sound wave transducer. In the present embodiment, a medical spray device,
The present invention is applied to a medical spray device used for bronchial treatment.
Will be explained. FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
A medical spray system 1 having a state is provided with an endoscope device 2 and a medical
Spraying device (hereinafter simply referred to as a spraying device) 3 and a respirator 4
It is composed of The medical spray system according to the present embodiment
The system 1 is configured to be combined with the endoscope device 2.
However, the system can be configured only with the spray device 3. The endoscope device 2 includes an imaging unit (not shown).
Endoscope (hereinafter referred to as an endoscope) 2a having a light source device
(Not shown) and video processor (not shown)
Connected to. The endoscope device 2 includes the light source
Illumination light is supplied from the device to the endoscope 2a to
Light up. The illuminated subject image is inserted into the endoscope 2a.
It is taken in from the leading end of the
You. The video processor includes an imaging device of the endoscope 2a.
Process image signals from the device with a signal processing circuit (not shown)
And transmits it to a monitor (not shown) to display the endoscope image.
It has become so. The spraying device 3 is a thin device that can be inserted into bronchi.
Ultrasonic vibration is provided on the distal end side of the long and flexible flexible tube 10.
Spray head 1 for atomizing and spraying liquid chemicals
1A and a spray catheter 11
Control device 12 for controlling the spray head 11A of the nozzle 11
It is mainly composed of The nebulizing catheter 11 is connected to the flexible tube 1.
The connector portion 13 extends to the rear end side of the “0”. This
The connector 13 is connected to a drive signal line via a relay connector 14.
15 and liquid supply tube 16 are detachably connected
, And is connected to the control device 12. Further, the nebulizing catheter 11 is provided with
The outer circumference of the flexible tube 10 is taped from the proximal end side of the spray head 11A.
It is covered with an outer tube 17 such as Freon (registered trademark).
You. The outer tube 17 is provided on the rear end side of the flexible tube 10.
The flexible tube 10 is fixed to the
The positioning is fixed. These outer tubes 17 and
The screw fixing portion 18 is provided at the tip of the nebulizing catheter 11.
Centering hand to position the end side in the center of the lumen
Constitutes a stage. This centering means will be described later.
You. The nebulizing catheter 11 and the endoscope 2
a is inserted into the tracheal tube 21 and led out into the bronchi.
It is supposed to be. The tracheal tube 21
A pressure cell is connected to an airway 22 which is a connection portion provided outside the body cavity.
The sensor 23 is provided. In addition, the tracheal tube 2
1 indicates that the ventilator 4 is connected via a connection tube 24.
Has been continued. Further, the tracheal tube 21 is
A balloon 25 for fixing the end side in the body cavity is provided.
ing. The tracheal tube 21 is generally used.
Detailed description is omitted because this is a tracheal tube.
You. The pressure sensor 23 is connected to the controller 12
Are connected by a signal line 23a. This pressure sensor 23
Detects the pressure at the time of inspiration and expiration by the respirator 4
Then, a sensor signal is output to the control device 12.
ing. The pressure sensor 23 detects the dark value of the detected pressure.
At the time of pressure rise and fall by the respirator 4, that is,
The dark value at the start and end of intake can be set separately.
You. The pressure sensor 23 is an amplifier-separated type digital or
Is an analog pressure sensor. The pressure sensor 23 includes:
The control device 12 detects the timing of the spray / liquid feed drive.
It is also possible to put out. Therefore, the controller 12
Is based on a sensor signal from the pressure sensor 23,
The spray head 11A can be controlled. By this
In the present embodiment, the control device 12 and the artificial call
Timing at the time of inspiration and expiration without connecting to the inhaler 4
It is possible to perform the spraying of the chemical solution according to the time. The control device 12 includes the nebulizing catheter.
11 to the spray head 11A.
A driving circuit 31 for outputting and driving, and the spray head 11
A, and a liquid sending section 32 for supplying a chemical solution to A.
A liquid feed drive unit 33 that moves,
Solenoid valve 34 for controlling supply, and control unit for controlling these
35. In addition, the control device 12
By operating the operation panel 36 having switches (not shown)
The control unit 35 and the drive circuit 31 are controlled.
It has become. The control unit 35 is, for example, a professional
The drive circuit 31 is a grammable controller.
The liquid supply section 32, the liquid supply drive section 33, and the solenoid valve 34
It has a built-in program for controlling. The control unit 35 detects whether the pressure sensor 23
These sensor signals and operation signals from the operation panel 36
Based on the above, a liquid sending start or stop signal is sent to the liquid sending driving unit 33.
Is output. The liquid sending drive unit 33 includes:
Based on the signal from the control unit 35, to the liquid sending unit 32
A drive signal is output. The liquid sending section 32
Is driven by a drive signal from the liquid sending drive unit 33,
The liquid medicine is supplied to the nebulizing catheter 11.
You. At this time, the control unit 35 opens the solenoid valve 34.
A close signal is output to control the supply of the chemical. In addition, before
The electromagnetic valve 34 is configured to stop the liquid supply from the liquid supply unit 32 when the liquid supply is stopped.
This is to prevent the liquid from being supplied too much.
You. Further, a plurality of the solenoid valves 34 may be provided. Said
The liquid sending section 32 includes a limiter (not shown) for detecting the remaining amount of the chemical solution.
Equipped with a sensor,
A detection signal is output to the control unit 35.
You. Further, the control unit 35 includes the pressure sensor
23 and the operation from the operation panel 36.
Based on the operation signal or the limit detection signal from the liquid sending section 32.
Output a spray start or stop signal to the drive circuit 31
It is supposed to. The drive circuit 31 is provided with the spray
Current value of drive signal (alternating voltage) output to head 11A
Is detected by a current detecting means (not shown).
I have. The drive circuit 31 is controlled by the current detecting means.
When a break or disconnection is detected, the controller 35
It outputs a signal and shuts down
I have. Further, the drive circuit 31 includes the operation panel 36.
Pressing the emergency stop button (not shown)
An emergency stop signal is output to the control unit 35.
You. Next, the detailed structure of the nebulizing catheter 11 will be described.
Will be described. First, referring to FIGS.
Center for positioning the tip side of tell 11 in the lumen
A description will be given of the rolling means. As shown in FIG. 2 and FIG.
The tel 11 is cut near the tip of the outer tube 17.
And divide it into four parts to form the centering part 41.
Has formed. Then, as shown in FIG.
When the screw fixing portion 18 is shifted toward the distal end with respect to
The tip of the outer tube 17 is the spray head 11A.
This is formed at a connecting portion 42 between the flexible tube 10 and the distal end portion.
The flexible tube 10 is stopped by the contact portion 42a (see FIG. 5).
In contrast, the center ring portion 41 becomes
It expands in the direction. Here, the exterior tube 17 is
The position of the flexible tube 10 with respect to the flexible tube 10 is determined by the fastening portion 18.
By being fixed and fixed, the outside of the center ring portion 41 is
The outward extension is fixed. This allows
The distal end side of the nebulizing catheter 11 has a lumen in the bronchus.
It is positioned at the center and sprayed from the spray head 11A.
The target solution does not adhere to the luminal wall in the bronchi
It is possible to reach the site. Next, referring to FIG. 5 to FIG.
The configuration of the tip side of the tell 11 will be described. I mentioned above
As described above, the nebulization catheter 11 is a distal end of the flexible tube 10.
The spray head 11A is provided on the side. As shown in FIG. 5, the spray head 11A
Separates the piezoelectric element 51a polarized in the thickness direction by this amount.
Piezoelectric elements with multiple layers stacked so that polar directions alternately face each other
Group 51 and a switch for amplifying the minute displacement of the piezoelectric element group 51.
Ultrasonic vibrator 53 composed of Tenres resonator 52
A so as to cover the outer periphery of the ultrasonic vibrator 53A.
It is fixed to the outer peripheral side surface of the large-diameter portion 52a on the base end side of the resonator 52.
And a cylindrical tube 54 made of resin. In addition,
This material is not limited to stainless steel, but may be made of titanium or aluminum.
It may be formed of a lumi alloy or the like. The spray head 11A covers the spray side.
A resin spray head cover is
-55 is provided. In addition, this spray head cover 5
5 may be provided integrally with the cylindrical tube 54. The spray head 11A has its rear end side out.
It is held and fixed to the mounting member 56. This exterior member 56
Is connected and fixed at its rear end by the connecting portion 42.
You. The connecting portion 42 is located on the distal end side of the outer tube 17.
A contact portion 42a with which the end face contacts is formed. Mentioned above
As described above, the distal end side of the outer tube 17 is
2a so as to be stopped. The resonator 52 of the spray head 11A
Is a diaphragm made of stainless steel, for example.
A 0.05mm disc-shaped non-porous diaphragm 57 is joined and fixed
Have been. Also, on the spray side of the non-porous diaphragm 57,
By forming a plurality of meshes 58a having a hole diameter of several tens to several hundreds μm,
Mesh plate 58 is held in a vibrating state.
ing. The above-mentioned mesh plate 58
The inner peripheral surface side of the cylindrical tube 54 is vertically aligned with the ultrasonic vibrator 53A.
From the contact of the mesh plate 58 by the vibration mode
A protection member 59 for protection is provided. The resonator 52 includes a large-diameter portion 52 on the base end side.
a, for example, a chemical supply / discharge pipe 60 having an inner diameter of 0.3 mm.
Is inserted and fixed. This chemical supply and discharge pipe 6
0 is connected to the chemical tube 61 at the other end.
It extends to the connector 14. The piezoelectric element group 51 is formed by the resonator 52
It is held and fixed at the proximal end. The piezoelectric element group 51 includes:
As shown in FIG. 6 and FIG.
The drive signal line 63 is connected to the electrode. These drive signals
The other end of the line 63 is bundled with a heat-shrinkable tube 64.
Through the wire tube 65 until the relay connector 14
Is extended. The connection portion 42 is connected to the base end side of the connection portion 42.
The distal end portion 10a of the flexible tube 10 heats the outer sheath 67.
With the contraction tube 68 and the extending portion 42b of the connecting portion 42
And the outer periphery thereof is fixed with a metal ring 69.
You. Next, referring to FIG. 8 and FIG.
The detailed configuration of the node 11A will be described. As shown in FIG.
The ultrasonic transducer 53 </ b> A is a front end of the piezoelectric element group 51.
The surface is formed on the end face of the large-diameter portion 52a on the base end side of the resonator 52 as described later.
These piezoelectric elements are pressed and fixed by the pressing and fixing means.
51 and the resonator 52 are integrally formed. This and
The resonator 52 is electrically connected to the negative pole.
You. The piezoelectric element 51a is polarized in the thickness direction.
Silver or nickel on both end surfaces.
The respective nickel electrodes are patterned. The pressure
The electric element 51a has, for example, a thickness of 0.2 mm and an outer diameter of 2 mm.
It is a 2 mm square shape. The piezoelectric element 51a has, for example, a polarization direction
Are stacked so that the piezoelectric element groups 51 face each other.
Has formed. In the present embodiment, the piezoelectric element is
The piezoelectric element group 51 is configured by laminating the
Increase the amplitude to increase the spray volume,
If the number is reduced, the frequency will be higher and the particle size will be finer
Needless to say, this is achieved. The piezoelectric element 51a has ten poles and a minus pole in front.
The drive signal line 63 is connected to a lead wire.
Incidentally, the piezoelectric element 51a has ten poles and a negative pole not shown.
Connected to the drive signal line 63 via a flexible substrate
It may be. Further, a wiring connection is provided between the piezoelectric elements 51a.
An electrode plate (not shown) may be installed to facilitate connection.
No. The piezoelectric signal is transmitted through these drive signal lines 63.
The element 51a is a sine wave intermittent from the drive circuit 31.
Alternatively, drive the square wave drive signal to a predetermined voltage, frequency, and pulse number.
Is applied to cause minute displacement. Soshi
Thus, the spray head 11A is emitted by the piezoelectric element group 51.
The resonator 52 is moved in the longitudinal direction by the generated ultrasonic vibration.
Excited in the longitudinal vibration mode of
The chemical is supplied onto the spray side of the non-porous diaphragm 57,
From the spray side of the non-porous diaphragm 57
Swelling. The resonator 52 includes a large-diameter portion 52 on the distal end side.
b, a concave portion 70a is formed, and only at the outer peripheral end surface
The non-porous diaphragm 57 is fixedly joined. By this
Thus, the resonator 52 is formed by the concave portion 70a.
Vibration displacement of non-porous diaphragm 57 causes attenuation due to chemical contact
Voltage value applied to the piezoelectric element group 51
Can be easily sprayed even with small values,
By applying a high voltage, a higher viscosity
Contains low surface tension chemicals or relatively large dispersed particles
Chemical solution can be sprayed. The non-porous diaphragm 57 includes:
For example, a fluorine-based water-repellent film 71 is coated.
You. The end face of the large-diameter portion 52b on the tip side is formed of the water-repellent film.
71 is not coated. The resonator 52 includes a large-diameter portion 52 on the distal end side.
b and a small-diameter portion 52c between the base-side large-diameter portion 52a.
Has formed. The resonator 52 has a total length of 6 mm, for example.
The outer diameter of the base end side large diameter portion 52a is approximately φ4 mm,
The outer diameter of the end-side large-diameter portion 52b is approximately φ3 mm,
Is formed with an outer diameter of approximately 0.8 mm. As a result, the resonator 52 is
The cross-sectional area is reduced by the small diameter portion 52c. others
Therefore, the resonator 52 is generated in the piezoelectric element group 51.
The expansion rate of the vibration amplitude that excites the resonance with minute displacement is improved,
Larger amplitude than the cylindrical resonator 52
You. Further, the resonator 52 is formed at a vibration antinode position.
The distal-side large-diameter portion 52b has an additional mass.
Large deformation at the connection part 52d between the part 52b and the small diameter part 52c
Is to attract. As a result,
The vibrator 52 is provided at an outer peripheral portion of the large-diameter portion 52b on the distal end side (non-porous diaphragm).
57 at the outer peripheral portion).
Is excited, and a bending vibration is generated together with the non-porous diaphragm 57.
Do. As a result, the non-porous diaphragm 57 is provided with the resonator
52, and a large-amplitude vibration is excited so that the resonator 5
2 near the center of the tip-side large-diameter portion 52b.
The width can be obtained. As described above, the size of the resonator 52 on the proximal side is large.
The diameter portion 52a is formed by bonding the cylindrical tube 54 to the outer peripheral side surface.
Is defined. As a result, the small diameter of the resonator 52
Between the outer circumference of the portion 52c and the inner diameter of the cylindrical tube 54,
A distal end opening of the chemical supply / discharge pipe 60 is provided, and this chemical supply
Liquid storage for storing the chemical supplied from the supply / discharge pipe 60
A portion 72 is formed. The cylindrical tube 54 is connected to the front end face by
Compared to the end face of the large-diameter portion 52b on the distal end side of the resonator 52, the longitudinal axis
It is formed to be several hundred μm long in the direction. Also, the circle
The cylindrical tube 54 has the inner diameter and the outer periphery of the large diameter portion 52b on the distal end side.
The annular gap formed from (and also the annular spray gap)
Coaxially assembled so that 73 is about several hundred μm.
Be composed. The spray head 11A is adapted to supply and discharge the chemical solution.
The medicinal solution is supplied from the outlet pipe 60 and stored in the liquid storage section 72.
It is. The spray head 11A is configured as described above.
Is applied with a drive signal from the drive circuit 31,
The piezoelectric element group 51 is slightly displaced, and the resonator 52 is
And the non-porous diaphragm 57 is
Vibration is excited to excite large-amplitude vibration to cause bending vibration. The chemical stored in the storage section 72 is
It is supplied onto the non-perforated diaphragm 57 through the annular gap 73.
You. Then, the chemical solution on the non-porous diaphragm 57 is subjected to non-porous vibration.
The bending vibration of the plate 57 causes
The capillary wave is excited, and the capillary wave
A large amount of chemical solution is atomized from the entire surface of the hole diaphragm 57,
Flying through mesh 58a of mesh plate 58
It is designed to be sprayed. Here, the large diameter portion 5 on the base end side of the resonator 52
The piezoelectric element group 51 was bonded and fixed to the entire surface 2a.
When the ultrasonic transducer vibrates for a long time, the piezoelectric element group
Adhesion fixing 51 is loosened, vibration is reduced and fog
There is a fear that the conversion efficiency may be deteriorated. The ultrasonic vibrator is provided with the piezoelectric element group 5.
Increase the amount of adhesive to bond 1 or use this bonding
When the range of application of the adhesive is expanded, the amount of these adhesives
And the application range varies, and from the piezoelectric element group 51,
The amount of atomization varies due to the influence of vibration transmission to the resonator 52.
This may cause a risk. Therefore, in the present embodiment, the pressing and fixing
As means, a spray-side tip resonator 81 and the piezoelectric element
And a rear end resonator 82 for housing and holding the group 51.
A vibration device 52 is formed, and the front end resonator 81 is connected to the rear end resonance.
The piezoelectric element group via a pressing member 83
51 is configured to be pressed and fixed. The front end resonator 81 is connected to the rear end resonator 8.
An external thread portion 81a is formed on the connection side with the second thread 2. on the other hand,
The rear end resonator 82 is a male screw portion of the front end resonator 81.
A female screw portion 82a to which the screw 81a is screwed is formed. Then, as shown in FIG.
The male screw portion 81a of 81 is a female screw of the rear end resonator 82.
When screwed into the portion 82a, the housing portion of the rear end resonator 82
82b, and the pressure
The electric element group 51 is located at the bottom of the housing 82b of the rear end resonator 82.
To be fixed. Further, the pressing member
83 is due to screwing of the external thread portion 81a of the tip resonator 81
The rotation of the piezoelectric element group 51 is prevented. Note that reference numeral 6
0a is a through hole through which the chemical solution supply / discharge tube 60 is inserted.
is there. The spray head 11 configured as described above
A shows a combination of the ultrasonic transducer 53A as shown in FIG.
I can stand up. First, the tip resonator 81 has a large size on the tip side.
No-hole vibration on the outer peripheral end face of the concave portion 70a with respect to the radial portion 52b
The plate 57 is fixedly joined. Then, the rear end resonator 82 is
Piezoelectric element group 51 in which a plurality of piezoelectric elements 51a are stacked on 2b
Is placed with the pressing member 83 placed on the piezoelectric element 51a on the top surface.
Is done. The storage portion 82b of the rear end resonator 82 is made of a piezoelectric element.
Electrode extension portions 51b extending from the electrodes on both end surfaces of element 51a
The drive signal line 63 can be connected to the through hole 60a.
Chemical liquid supply / discharge pipe 60 is formed by cutting out the side so that it can be arranged
Have been. Then, as described above, the tip resonator 81 is
By screwing into the rear end resonator 82,
As a result, the piezoelectric element group 51 is pressed and fixed to the rear end resonator 82. Next, although not shown, the outer periphery of the rear end resonator 82
A cylindrical tube 54 is adhesively fixed to the side surface. The spray head 11A thus configured
Is that even if the ultrasonic vibrator 53A is vibrated for a long time,
The electric element group 51 is pressed and fixed to the rear end resonator 82.
Therefore, the fixing of the piezoelectric element group 51 is not loosened. Therefore,
The spray head 11A of the present embodiment has good atomization efficiency and
High durability and stable particle size suitable for medical use
It can be sprayed and can be miniaturized. (Second Embodiment) FIGS. 11 to 14
FIG. 11 relates to a second embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram showing a spray head according to a second embodiment.
2 is a schematic perspective view of the ultrasonic transducer shown in FIG. 11, and FIG.
14 is an assembled perspective view of the wave oscillator, and FIG.
When pressing and fixing the piezoelectric element group to the base end face of the tip resonator
FIG. 14A is a diagram illustrating a tip resonator using a pressing member.
Is pressed against the rear-end resonator, and the piezoelectric elements are placed at the bottom of the rear-end resonator.
Explanatory diagram of the state pressed from the base end surface of the tip resonator from
FIG. 14B is a side view of FIG. 14A, and FIG.
FIG. 14 is an explanatory diagram when laser welding is performed from the state of FIG.
(D) shows the state of FIG.
Explanatory drawing when cut from the vicinity and removed together with the pressing jig
It is. In the first embodiment, the pressing and fixing means
Screw the front end resonator 81 to the rear end resonator 82
By doing so, the piezoelectric element group 5
1 is pressed and fixed.
In the embodiment, the front end resonator is used
The piezoelectric element group 5 is pressed by a laser
1 is pressed and fixed. For other configurations,
Since it is almost the same as the first embodiment, the description is omitted,
The same components will be described with the same reference numerals. As shown in FIG. 11, the second embodiment of the present invention
The spray head 11B according to the first embodiment is described in the first embodiment.
The tip resonator 91 and the rear
The end resonator 92 is fixed by laser welding and the ultrasonic vibrator 53 is fixed.
B is configured. As shown in FIG. 12, the ultrasonic vibrator 53
B stores the piezoelectric element group 51 in the storage portion 92b.
In this state, the front-end resonator 91 is connected to the rear-end resonator 92.
Attach the tip resonator 91 with a pressing jig described below.
While pressing against the rear end resonator 92, the rear end resonator 92
Is pulled toward the tip resonator 91, and the piezoelectric element
The child group 51 is moved from the bottom of the rear end resonator 92 to the front end resonance.
Of the rear end resonator 92 by pressing against the base end surface of the resonator 91.
It is fixed by laser welding from the outer peripheral side
You. This laser welding is performed on the outer periphery of the rear end resonator 92.
The laser may be irradiated perpendicularly to the side,
With respect to the boundary between the end resonator 91 and the rear end resonator 92,
For this purpose, laser irradiation may be used. The spray head 11 thus configured
B is the ultrasonic vibrator as shown in FIGS.
53B can be assembled. First, as shown in FIG.
The end resonator 91 has a concave portion with respect to the tip-side large-diameter portion 52b.
The non-perforated diaphragm 57 is fixedly joined to the outer peripheral end face of 70a.
You. Then, the rear end resonator 92 presses the storage portion 92b with pressure.
The piezoelectric element group 51 in which a plurality of electric elements 51a are stacked is housed.
It is. The rear end resonator 92 has four corners of the bottom 92c.
And four substantially triangular prism-shaped portions 92d are extended from the storage portion 92.
b. These four substantially triangular prism portions 92d
Are respectively provided on the upper end surfaces of the holding portions 9 of the pressing jigs 95 described later.
Insertion portion 9 formed with insertion hole 93a for inserting 5a
3 are provided. These fitting portions 93 will be described later.
Laser welding the front end resonator 91 and the rear end resonator 92
After that, the small diameter portion 93b is cut and removed together with the pressing jig.
It is supposed to be. And the base of the tip resonator 91
Four grooves 91a of the rear end resonator 92 are formed in grooves 91a formed on the end side.
The substantially triangular prism 92d is fitted and mounted. Next, from this state, as shown in FIG.
Using a pressure jig 95, the piezoelectric element group 51 is connected to the rear end resonator 92.
From the bottom to the base end face of the tip resonator 91. Destination
Instead, as shown in FIGS. 14A and 14B, the non-porous diaphragm 57
A protective member 96 is placed on the upper end surface of the
The tip resonator 91 is placed together with the diaphragm 57 and pressed.
The engaging portion 95a of the jig 95 is inserted into the insertion portion 93 of the rear end resonator 92.
Of the pressing jig 95.
The screw part 95b is screwed into the female screw part 95c. Then, the male screw portion 95b of the pressing jig 95
Connects the front end resonator 91 via the protection member 96 to the rear end resonator.
While pressing against the base 92, the hook 95a of the pressing jig 95
The resonator 92 is pulled toward the tip resonator 91, and the piezoelectric
The element group 51 is moved from the bottom of the rear resonator 92 to the front resonator 91.
Is pressed against the base end surface. FIG. 14B shows the state in this state.
Laser welding is performed on the tips of the four substantially triangular prism portions 92d.
You. At this time, the laser welding is performed in the substantially triangular columnar portion 92d.
The laser may be irradiated perpendicularly to the outer peripheral side of the
For the boundary between the tip resonator 91 and the substantially triangular prism-shaped portion 92d
Laser irradiation may be performed diagonally. Next, from this state, as shown in FIG.
Cut the small diameter part 93b of the fitting part 93 from near the base end
Then, it is removed together with the pressing jig 95. As a result, the ultrasonic vibrator 53B is
The element group 51 is pressed and fixed over the entire base end side of the tip resonator 91.
Can be Subsequent assembly is performed according to the first embodiment.
The description is omitted because it is the same as described above. this
As a result, the spray head 11B of the second embodiment is
It is possible to obtain the same effects as in the first embodiment.
You. The present invention is limited to only the above-described embodiments.
Is not limited and does not depart from the gist of the invention
Various modifications can be made. [Supplementary Notes] (Supplementary note 1) Atomization and spraying of liquid by ultrasonic vibration
In the spray head, the minute change of the piezoelectric element
It has a resonator that amplifies the position and transmits it to the tip side,
Ultrasonic vibrator for generating motion and this ultrasonic vibrator
Pressing the piezoelectric element against the resonator of
Pressure fixing means.
De. (Appendix 2) The pressing and fixing means is
The resonator is housed and accommodated with the tip resonator on the spray side and the piezoelectric element.
And the rear-end resonator that is held.
The piezoelectric element is pressed and fixed by pressing against the rear end resonator.
The spray head according to claim 1, wherein the spray head is fixed. (Appendix 3) The pressing and fixing means is
Fixing member by screwing the tip resonator to the rear resonator
Characterized in that the piezoelectric element is pressed and fixed via
3. The spray head according to claim 2. (Appendix 4) The pressing and fixing means is
Laser welding is performed by pressing the front resonator against the rear resonator.
By pressing and fixing the piezoelectric element,
3. The spray head according to claim 2. As described above, according to the present invention, the fog
Particle size suitable for medical use with good chemical efficiency and excellent durability
Can achieve a small spray head that can stably spray large quantities.
You.
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施の形態を備えた医用噴霧システ
ムを示す全体構成図
【図２】図１の噴霧カテーテルの先端側を示す説明図
【図３】図２の噴霧カテーテルをＡ方向から見た外観正
面図
【図４】図１の噴霧カテーテルの後端側を示す説明図
【図５】図１の噴霧カテーテルの先端側を示す断面説明
図
【図６】図５の噴霧カテーテルの圧電素子群付近を示す
断面説明図
【図７】図５のＢ−Ｂ断面図
【図８】図５の噴霧ヘッドを示す断面構成図
【図９】図８の先端共振器を後端共振器に螺合する前の
状態を示す概略説明図
【図１０】超音波振動子の組み立て斜視図
【図１１】本発明の第２の実施の形態の噴霧ヘッドを示
す断面構成図
【図１２】図１１の超音波振動子の概略斜視図
【図１３】超音波振動子の組み立て斜視図
【図１４】押圧部材を用いて圧電素子群を先端共振器の
基端側端面に押圧固定する際の説明図
【符号の説明】
１ …医用噴霧システム
２ …内視鏡装置
３ …噴霧装置（医用噴霧装置）
１０ …可撓管
１１ …噴霧カテーテル
１１Ａ …噴霧ヘッド
５１ …圧電素子群
５１ａ …圧電素子
５２ …共振器
５３Ａ …超音波振動子
５４ …円筒管
５７ …無孔振動板
８１ …先端共振器
８１ａ …雄ねじ部
８２ …後端共振器
８２ａ …雌ねじ部
８２ｂ …収納部BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a medical spray system provided with an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram showing a distal end side of the spray catheter of FIG. FIG. 4 is an external front view of the spraying catheter of FIG. 2 viewed from the direction A. FIG. 4 is an explanatory view showing the rear end side of the spraying catheter of FIG. 1. FIG. 5 is a sectional explanatory view showing the distal end side of the spraying catheter of FIG. FIG. 7 is an explanatory cross-sectional view showing the vicinity of a piezoelectric element group of the nebulization catheter of FIG. 5; FIG. 7 is a cross-sectional view of the nebulizer shown in FIG. 5; FIG. FIG. 10 is a schematic explanatory view showing a state before a resonator is screwed into a rear end resonator. FIG. 10 is an assembled perspective view of an ultrasonic transducer. FIG. 11 is a cross-sectional view showing a spray head according to a second embodiment of the present invention. FIG. 12 is a schematic perspective view of the ultrasonic transducer shown in FIG. 11. FIG. 13 is an assembled perspective view of the ultrasonic transducer. FIG. 14 is an explanatory view when a piezoelectric element group is pressed and fixed to a base end surface of a tip resonator using a pressing member. [Description of References] 1. Medical spraying system 2. Endoscope device 3. Spraying device ( 10) Flexible tube 11 ... Spray catheter 11A ... Spray head 51 ... Piezoelectric element group 51a ... Piezoelectric element 52 ... Resonator 53A ... Ultrasonic vibrator 54 ... Cylindrical tube 57 ... Non-porous diaphragm 81 ... Tip resonance Container 81a ... male screw part 82 ... rear end resonator 82a ... female screw part 82b ... storage part