JP2019531806A

JP2019531806A - 液体作用薬をエアロゾルに噴霧する噴霧器、特に吸入器、および対応する方法

Info

Publication number: JP2019531806A
Application number: JP2019517068A
Authority: JP
Inventors: フランクバルテルズ，; ユーゲンラヴェルト，
Original assignee: Softhale NV
Current assignee: Invox Belgium NV
Priority date: 2016-09-30
Filing date: 2017-09-29
Publication date: 2019-11-07
Anticipated expiration: 2037-09-29
Also published as: CN110022921B; US20200023145A1; JP7197469B2; RU2019104717A3; WO2018060425A1; ES2877574T3; CA3035703A1; US11464919B2; RU2019104717A; DK3519024T3; EP3519024B1; CN110022921A; PT3519024T; EP3519024A1; RU2743639C2

Abstract

本発明は、作用薬リザーバ（１）と、噴霧ノズル（２）と、ポンプ装置（３）とを有する、液体作用薬をエアロゾルに噴霧する噴霧器、特に吸入器であって、前記ポンプ装置（３）の吸引側（４）が前記作用薬リザーバ（１）に、前記ポンプ装置（３）の押圧側（５）が前記噴霧ノズル（２）に連通し、前記ポンプ装置（３）は、シリンダ（６）内でシリンダ（６）の軸方向（ｘ）に移動可能なピストン（７）を有するものにおいて、前記ピストン（７）は、その外周（８）に沿って、前記シリンダ（６）の内壁（９）に部分的に形状接合的に当接し、さらに、前記シリンダ（６）の前記内壁（９）と前記ピストン（７）との間に部分的に間隙（１０）が形成され、前記ピストン（７）は、その縦軸（ｘ）の周りで回転可能に前記シリンダ（６）内に支承され、前記ポンプ装置（３）のポンプ室（１１）が前記間隙（１０）を介して前記吸引側（４）と接続される吸引位置と、前記ピストン（７）が前記吸引側（４）を閉鎖するポンプ位置との間で移動可能であることを特徴とする噴霧器に関する。さらに、対応する方法について記載されている。【選択図】図３

Description

本発明は、液体作用薬をエアロゾルに噴霧する噴霧器、特に吸入器、および対応する方法に基づく。噴霧器は、作用薬リザーバと、噴霧ノズルと、ポンプ装置とを有し、ポンプ装置の吸引側が作用薬リザーバに、ポンプ装置の押圧側が噴霧ノズルに連通する。ポンプ装置は、シリンダ内でシリンダの軸方向に移動可能なピストンを有する。この種の噴霧器は、例えば特許文献１、特許文献２から公知である。例示的な噴霧ノズルは、特許文献３から公知である。

従来技術から公知な噴霧器では、ポンプ室内で、噴霧ノズルを介してエアロゾルを放出するための過圧が発生すると、ポンプ装置のポンプ室を作用薬リザーバに対して閉鎖し、それによって作用薬のポンプ室から作用薬リザーバへの逆流を回避する、流入弁を備えていることが多い。ポンプ室を新たに充填する必要がある場合には、ピストンの移動により負圧がポンプ室に発生し、これにより、作用薬リザーバからの作用薬が、開口した流入弁を通ってポンプ室へ移送される。吸引工程の間は、噴霧ノズルに並設された流出弁が閉鎖され、液体または気体の噴霧ノズルからポンプ室への逆流を回避する。

米国特許第７１０４４７０号明細書米国特許第５６６２２７１号明細書独国特許出願公開第１０２０１２０１４９６５号明細書

作用薬をリザーバから吸引するために、ポンプ装置のピストンは、毛細管、または筒形ピストンとして実施されていることが多く、噴霧ノズルを介してエアロゾルを噴出するために、ポンプ室内に過圧が生成された時に、毛細管の閉鎖要素として毛細管内を移動するボールと共に機能する逆流防止弁を備えている。しかしながら、この種の毛細管として構成されたポンプピストンは煩雑であり、これにともない製造時に費用がかかる。

よって、本発明の課題は、冒頭に述べた種類の噴霧器、および対応する方法を、これらが製造において容易かつ安価であるように発展させることである。

この課題は、請求項１の特徴を有する噴霧器、および請求項１２の特徴を有する対応する方法によって解決される。従属請求項は、それぞれ発明の有利な実施形態に関する。

それによると、ピストンは、その外周に沿って、シリンダの内壁に部分的に形状接合的に当接し、さらに、シリンダの内壁とピストンとの間に部分的に間隙が形成される。ピストンは、その縦軸の周りで回転可能にシリンダ内に支承され、ポンプ装置のポンプ室が間隙を介して吸引側と接続される吸引位置と、ピストンが吸引側を閉鎖するポンプ位置との間で移動可能である。

従来技術から公知な噴霧器と比較すると、記載されたポンプ装置の構成によれば、特にピストンが中実部材として構成可能であり、（ボール）逆流防止弁を統合した毛細管として構成する必要がない。中実で、一体的に構成されたピストンは、毛細管を統合した前述のピストン、およびボール逆流防止弁よりも基本的に製造が容易であり、ひいては安価で実現可能である。ピストンの外周は、ピストンが外周に沿ってシリンダの内壁に形状接合的に当接している限り、略シリンダの内径に相当する外径を有することができる。ここで、ピストンの外径は０．１〜３ｍｍ、特に好ましくは０．２〜１ｍｍとすることができる。ピストンおよびシリンダの形状接合的に隣接した面に沿って、ピストンは、シリンダ内のポンプ位置と、吸引位置との間を案内されることができる。

ピストンの外周は、間隙がシリンダの内壁と、ピストンの外周との間に形成されている限り、非円形とすることができ、特に平坦部を有することができる。ここで、ピストンは、例えばピストンがポンプ室内に突出する端部において、片側を平坦化した丸棒として形成することができ、平坦部は、例えば材料を局部的に横方向に除去することによって、例えば丸棒のフライス削りによって形成することができる。

ポンプ装置の吸引側は、シリンダの半径方向に延び、吸引位置において間隙に連通する通路を介してポンプ室と接続される。

ここで、シリンダの内周における内側の外装面は、面全体を通して一定の曲率半径を有することができ、通路を介してのみ中断することができる。通路と、シリンダの内壁との間の移行部には、ピストンのポンプ位置において、ポンプ室に対する通路のシーリング性をさらに改善するため、通路を取り囲むシール要素を配置することができる。

吸引位置において、間隙は通路に対して向けられ、ポンプ位置において通路の反対側に向けることができ、ここで吸引位置とポンプ位置とは、互いに略１８０°回転したピストンの２つの設定位置である。通路をポンプ位置で閉鎖するために、ピストンを、間隙が通路に対して向けられている吸引位置に対して１８０°回転させることは、必ずしも必要ではない。ピストンの外周と、シリンダの内周との間の実現可能な製造公差と、それによって達成される、ポンプ位置における通路とポンプ室との間の耐圧性に応じて、ポンプ位置は吸引位置に対して１８０°未満、例えば９０°のみ回転することもできる。

ピストンは、例えばピストンの縦軸に対して平行に延びる側に切欠部を有する円筒とすることができる。特に、ピストンは片側を平坦化した円筒とすることができる。ピストンの円形の外装面と、切欠部と、または平坦化した面との間の接続面は、丸みをつけることができる。この実施形態では、シリンダの内壁上の通路を取り囲む、場合によって設けられるシール要素が、ピストンが吸引位置とポンプ位置との間を回転する間に損傷を受けることがない。その他の態様によれば、本発明は、前述の種類の噴霧器の作動方法に関する。この方法は、引出し位置と押込み位置との間で、ピストンとシリンダの長手方向に、シリンダに対してピストンを変位させることを有する。

ここで、ピストンを引出し位置から押込み位置へ変位させる際に、ピストンが吸引側を閉鎖し、一方でピストンを押込み位置から引出し位置へ変位させる際に、間隙が吸引側とポンプ室を接続することができる。

吸引側を閉鎖するために、吸引位置からポンプ位置へ、ピストンをその縦軸の周りで回転させることができる。

この方法はさらに、以下のステップを有する。
ａ）ピストンを、ピストンの長手方向に沿って、押込み位置から引出し位置へ変位させ、その際ピストンは吸引位置にあり、負圧がポンプ室で生成され、その結果、液体作用薬が作用薬リザーバからポンプ室へ引き込まれるステップ
ｂ）その後、ピストンを吸引位置からポンプ位置へ回転させるステップ
ｃ）その後、ピストンを引出し位置から押込み位置へ変位させ、その際ピストンはポンプ位置にあり、過圧がポンプ室で生成され、ポンプ室の液体作用薬が噴霧ノズルを介して噴霧器から放出されるステップ
ｄ）その後、ピストンをポンプ位置から吸引位置へ回転させるステップ。
さらなるエアロゾルを放出するため、ステップａ）〜ｄ）を、所望のエアロゾル量に応じて少なくとも一回繰り返す。

発明の詳細を、以下に図面を用いて説明する。

従来技術による噴霧器を示す。本発明による噴霧器の一実施形態の、ポンプ装置縦軸に対して垂直な概略断面図を示す。シリンダに対するピストンの異なる設定位置における、本発明による噴霧器の実施形態を概略的に示す。シリンダに対するピストンの異なる設定位置における、本発明による噴霧器の実施形態を概略的に示す。シリンダに対するピストンの異なる設定位置における、本発明による噴霧器の実施形態を概略的に示す。シリンダに対するピストンの異なる設定位置における、本発明による噴霧器の実施形態を概略的に示す。

図１は従来技術による噴霧器を示す。これは、基本的に作用薬リザーバ１と、噴霧ノズル２とからなり、これらはポンプ装置３を介して流動的に互いに接続されている。ポンプ装置３を介して、作用薬リザーバ１に保管されている作用薬は、加圧下で噴霧ノズル２を通って押圧され、その結果、非常に微細な粒子に噴霧されてエアロゾルを形成する。適切な噴霧ノズルは特許文献３に説明されている。噴霧器は、例えば吸入器として使用することができる。

ポンプ装置３は、吸引側４と押圧側５とを有し、吸引側は、ポンプ装置３のピストン７内の毛細管７．１を介して作用薬リザーバ１と流動的に接続されている。さらに、ポンプ室１１が噴霧ノズル２と流動的に接続されている。

ピストン７は、シリンダ６においてその長手方向ｘに移動可能である。ポンプ室１１内に突出した端部において、ピストン７はボール弁１２を有し、ボール弁１２は、吸引運動においてピストン７が少なくとも部分的にポンプ室１１から引き出された場合、毛細管７．１を開放し、ポンプ運動においてピストン７がさらにポンプ室１へ押し込まれた場合、毛細管７．１を閉鎖する。こうしてピストン７がポンプ室１１から少なくとも部分的に引き出された場合、ポンプ室１１内に発生した負圧によって、作用薬リザーバ１からの作用薬が毛細管７．１を通ってポンプ室１１へ流入する。

続くステップで、ピストン７がポンプ室１１内へさらに押し込まれると、ボール弁は、その際ポンプ室１１に生じる過圧によって毛細管７．１を閉鎖し、その結果、ポンプ室１１にある作用薬は、噴霧ノズル２を介してのみポンプ室１１から流出し、特に毛細管７．１を通って作用薬リザーバ１へ逆流することはできない。

作用薬噴霧器の領域では、ピストン７は通常約０．９〜１．５ｍｍの直径を有するため、ピストン７内でピストンの長手方向へ延びる毛細管は、適宜一回り小さい直径を有する必要がある。ここで非常に複雑なのは、ボール逆流防止弁１２の構成であり、弁１２の機能性を保証するため、製造公差をマイクロメートルの範囲内で遵守しなければならず、このため噴霧器は製造が非常に煩雑であり、ひいては高価である。

図２は、本発明の一実施形態によるポンプ装置３のピストン７およびシリンダ６の長手方向に垂直な断面図を示す。これによると、ピストンは、その外周８に沿って切欠部１０を有するため、ピストンはその外周に沿って、シリンダ６の内壁９に部分的に形状接合的に当接し、シリンダの内壁９と、ピストン７との間に部分的に間隙１０を形成する。ピストン７は、図２による図面では図面平面に対し垂直に延びている縦軸ｘの周りを回転可能にシリンダ６内に支承されている。図２において、ピストン７はシリンダ６に対して吸引位置に配置されている。吸引位置では、間隙１０はシリンダ６の一方の側に向けられており、この一方の側を通って通路１３がシリンダ６の半径方向へ延びている。通路１３を介してポンプ装置３の吸引側４を連結することができ、その結果、通路１３と間隙１０とを介して、吸引側４を介して連結された作用薬リザーバ１と、ポンプ装置３のポンプ室１１との間に流体接続を確立することができる（図２では図示せず。図３〜図６を参照）。

ピストン７は、図２の図面平面に対し垂直に延びる縦軸ｘの周りを回転可能である。ピストン７が、例えば図２に示す位置に対して軸線ｘの周りを１８０°回転すると、間隙１０は通路１３の反対側の、シリンダ６の側壁部分に向けられる。この場合、シリンダ７は、切欠部１５に隣接した外周で通路１３を閉鎖する。

通路１３の領域において、シリンダ６の内周９と、ピストン７の外周８との間のシール性を改善するために、通路１３は、シリンダ６の内壁９への移行部にシール要素１４を有する。シリンダ６内でのピストン７の回転によってシール要素１４が損傷しないように、ピストンの円対称の外周８を切欠部５に接続する接続面１７は、それぞれ丸みを有する。

ピストン７と、シリンダ６の内壁９との間に間隙１０を形成する切欠部１５は、その他の部分は略円筒形のピストン７の横方向の平坦部として形成されている。

図３〜図６は、ピストン７のシリンダ６に対する４つの異なる設定位置を示す。図３および図３ａでは、間隙１０は通路１３の反対側に配置されているため、ピストン７は通路１３を閉鎖する。さらに、ピストン７はその縦軸ｘに沿って、引出し位置から押込み位置へ変位する。ピストン７が通路１３を閉鎖しているため、ポンプ室１１に過圧が発生し、その結果、ポンプ室にある液体作用薬が、噴霧ノズル２を介して噴霧器から放出される。

ピストン７が押込み位置にある場合、図４および図４ａが示すように、ピストンは、図３および図３ａに示されたポンプ位置から図４および図４ａに示された吸引位置へ回転し、この吸引位置では、間隙１０が通路１３に向けられ、ひいては間隙１０と、通路１３と、吸引側４とを介して、ポンプ室１１と、作用薬リザーバ１との間に流体接続が確立される。シリンダ６に対するピストン７のこの回転配向では、ポンプ室１１を充填するため、ピストン７をポンプ室１１から少なくとも部分的に引き出すことができ、その結果、ポンプ室１１内に負圧が発生する。これは図５および図５ａに示されている。負圧により、作用薬リザーバ１にある作用薬を、吸引側４、通路１３、および間隙１０を介してポンプ室１１に搬送することができる。加えて、噴霧ノズル２は逆流防止弁を有することができ、逆流防止弁は、ポンプ室１１内が負圧である際、ポンプ装置３の外部環境に対してノズル２を閉鎖する。

ポンプ室１１が少なくとも部分的に作用薬で充填された後、ピストン７はシリンダ６内で再び１８０°回転し、その結果、ピストン７はシリンダ内の通路１３を閉鎖する。

したがって、ポンプ装置３は、図３および図３ａに示される状況に応じて、ピストン７を長手方向ｘに沿って引出し位置から押込み位置へと再び変位させることによって、ポンプ室１１に過圧を発生させ、噴霧ノズル２を介して噴霧器からさらに液体作用薬が吐出されるように準備されている。

ピストン７は、図２〜図６ａに示される実施形態では、断面がピストンの長手方向に垂直な、片側が平坦化された円筒として形成されており、ひいては円筒形のピストンの片側を部分的に平坦化することによって、容易に、ひいては安価に製造することができる。さらに、切欠部１５は、ピストン７のポンプ室１１内へ突出した端部にのみ形成され、ピストンは特に、ピストン７がポンプ室１１に対してシールされているシール領域１８において、縦軸に垂直な断面が円対称であるため、Ｏリングのような簡単なシール手段を用いて、ピストン７をポンプ室１１に対してシールすることができる。

上記の説明、図面および請求項に開示されている本発明の特徴は、個別でも、任意の組合せでも、本発明を実現するための本質であり得る。

１作用薬リザーバ
２噴霧ノズル
３ポンプ装置
４ポンプ装置の吸引側
５ポンプ装置の押圧側
６シリンダ
７ピストン
７．１毛細管
８外周
９内壁
１０間隙
１１ポンプ室
１２ボール弁
１３通路
１４シール要素
１５切欠部
１６移行部
１７接続面
１８シール領域
ｄピストンの外径
ｘ縦軸

Claims

作用薬リザーバ（１）と、噴霧ノズル（２）と、ポンプ装置（３）とを有する、液体作用薬をエアロゾルに噴霧する噴霧器、特に吸入器であって、前記ポンプ装置（３）の吸引側（４）が前記作用薬リザーバ（１）に、前記ポンプ装置（３）の押圧側（５）が前記噴霧ノズル（２）に連通し、前記ポンプ装置（３）は、シリンダ（６）内で前記シリンダ（６）の軸方向（ｘ）に移動可能なピストン（７）を有するものにおいて、
前記ピストン（７）は、その外周（８）に沿って、前記シリンダ（６）の内壁（９）に部分的に形状接合的に当接し、さらに、前記シリンダ（６）の前記内壁（９）と前記ピストン（７）との間に部分的に間隙（１０）が形成され、前記ピストン（７）は、その縦軸（ｘ）の周りで回転可能に前記シリンダ（６）内に支承され、前記ポンプ装置（３）のポンプ室（１１）が前記間隙（１０）を介して前記吸引側（４）と接続される吸引位置と、前記ピストン（７）が前記吸引側（４）を閉鎖するポンプ位置との間で移動可能であることを特徴とする噴霧器。
前記ピストン（７）は中実である、請求項１に記載の噴霧器。
前記ピストン（７）が外周（８）に沿って前記シリンダ（６）の前記内壁（９）に形状接合的に当接している限り、前記ピストン（７）の外周（８）は、略前記シリンダ（６）の内径に相当する外径（ｄ）を有し、前記ピストンの外径（ｄ）は、好ましくは０．１ｍｍ〜３ｍｍ、特に好ましくは０．２〜１ｍｍである、請求項１または２に記載の噴霧器。
前記ピストン（７）の前記外周（８）は、前記間隙（１０）が前記シリンダ（６）の前記内壁（９）と、前記ピストン（７）の前記外周（８）との間に形成されている限り、非円形であり、特に平坦化されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の噴霧器。
前記ポンプ装置（３）の前記吸引側（４）は、前記シリンダ（６）の半径方向に延び、吸引位置において前記間隙（１０）に連通する通路（１３）を介して前記ポンプ室（１１）と接続される、請求項１から４のいずれか一項に記載の噴霧器。
前記シリンダ（６）の内周における内側の外装面（１３）は、面全体を通して一定の曲率半径を有し、前記通路（１３）を介してのみ中断する、請求項５に記載の噴霧器。
前記通路（１３）と、前記シリンダ（６）の内壁（９）との間の移行部（１６）には、前記通路（１３）を取り囲むシール要素（１４）が配置されている、請求項５または６に記載の噴霧器。
前記間隙（１０）は、吸引位置において前記通路（１３）に対して向けられ、ポンプ位置において前記通路（１３）の反対側に向けられており、ここで吸引位置とポンプ位置とは、互いに略１８０°回転した前記ピストン（７）の２つの設定位置である、請求項５から７のいずれか一項に記載の噴霧器。
前記ピストン（７）は、前記ピストン（７）の縦軸（ｘ）に対して平行に延びる側に切欠部（１５）を有する円筒である、請求項１から８のいずれか一項に記載の噴霧器。
前記ピストン（７）は片側を平坦化した円筒である、請求項９に記載の噴霧器。
前記ピストン（７）の円形の外装面（１３）と、前記切欠部（１５）と、または平坦化された面との間の接続面（１７）は丸みがつけられている、請求項９または１０に記載の噴霧器。
引出し位置と押込み位置との間で、ピストン（７）とシリンダ（６）の長手方向（ｘ）に、前記シリンダ（６）に対して前記ピストン（７）を変位させることを有する、請求項１から１１のいずれか一項に記載の噴霧器の作動方法。
前記ピストン（７）を引出し位置から押込み位置へ変位させる際に、前記ピストン（７）が前記吸引側（４）を閉鎖し、前記ピストン（７）を押込み位置から引出し位置へ変位させる際に、前記間隙（１０）が前記吸引側（４）と前記ポンプ室（１１）を接続する、請求項１２に記載の方法。
前記吸引側（４）を閉鎖するために、吸引位置からポンプ位置へ、前記ピストン（７）をその縦軸（ｘ）の周りで回転させる、請求項１２または１３に記載の方法。
ａ）前記ピストン（７）を、前記ピストン（７）の長手方向（ｘ）に沿って、押込み位置から引出し位置へ変位させ、その際前記ピストン（７）は吸引位置にあり、負圧が前記ポンプ室（１１）に生成され、その結果、液体作用薬が前記作用薬リザーバ（１）から前記ポンプ室（１１）へ引き込まれるステップと、
ｂ）その後、前記ピストン（７）を吸引位置からポンプ位置へ回転させるステップと、
ｃ）その後、前記ピストン（７）を引出し位置から押込み位置へ変位させ、その際前記ピストン（７）はポンプ位置にあり、過圧が前記ポンプ室（１１）に生成され、前記ポンプ室（１１）の前記液体作用薬が前記噴霧ノズル（２）を介して噴霧器から放出されるステップと、
ｄ）その後、前記ピストン（７）をポンプ位置から吸引位置へ回転させるステップと、
ｅ）前記ステップａ）〜ｄ）を選択的に繰り返すステップとを有する、
請求項１２から１４のいずれか一項に記載の方法。