JP5681819B2 - 吸入器コンポーネント - Google Patents

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Description

本発明は、液状材料を気化させ、必要に応じて生成された蒸気を凝縮させることによって、蒸気−空気混合物又は/及び凝縮エアロゾルを生成するための吸入器コンポーネントであって、
液状材料の部分を気化させるための発熱体と、
発熱体に液状材料を自動的に供給するための芯であって、互いに離れて配置された少なくとも2つの末端部分を備える芯と、
芯に液状材料を自動的に供給するための第1の毛管間隙であって、芯の第1の末端部分が第1の毛管間隙内に突出する第1の毛管間隙とを含む吸入器コンポーネントに関する。
概念の定義
この特許出願明細書において、「吸入器」という概念は、医療用の吸入器にも、医療用ではない吸入器にも関連する。この概念はさらに、医薬品及び医薬品として指定されないような物質を投与するための吸入器にも関連する。その他に、この概念は、蒸気−空気混合物又は/及び凝縮エアロゾルを利用者に投与するためであると指定される限り、例えば欧州特許分類A24F47/00Bに含まれるような喫煙具及びタバコ代用品に関連する。「吸入器」という概念は、生成される蒸気−空気混合物又は/及び凝縮エアロゾルが、どのように利用者若しくはその身体に供給されるかについて、何ら制限を課すものではない。蒸気−空気混合物又は/及び凝縮エアロゾルは、肺の中に吸入するか、あるいは肺の中への吸入を伴わずに口腔だけに供給することができる。
「毛管間隙」とは、間隙の境界壁の毛管作用のみに基づき液状輸送を行うあらゆる間隙が当てはまる。芯、被覆された芯又は芯材料で充填された通路は、毛管間隙ではない。
国際公開第2010/045671号パンフレット(ヘルムート ブッフベルガー)は、蒸気−空気混合物又は/及び凝縮エアロゾルを間欠的に吸入又は吸込みと同期して生成するための吸入器コンポーネントであって、ケース3(図9〜12及び図17〜18)と、ケース3に配置されたチャンバ21と、周囲から空気をチャンバ21内に供給するための吸気口26と、液状材料16の一部を気化させるための電気式発熱体とから成る吸入器コンポーネントを記載しており、この場合、生成された蒸気は、吸気口26を通して供給される空気とチャンバ21内で混合されて、蒸気−空気混合物又は/及び凝縮エアロゾルが生成される。さらに、吸入器コンポーネントは、毛管構造を持つ芯であって、発熱体と共に面状複合体22を形成し、一回の気化の後に新たな液状材料16が発熱体に自動的に供給される芯を含む。複合体22の少なくとも一つの加熱される部分は、チャンバ21内に無接触方式で配置され、芯の毛管構造は前記部分で面状複合体の少なくとも片面24で大部分露出している。面状複合体22の一方の端部は、毛管間隙41内に突出し、この毛管間隙41は、液状材料16を含む液体容器4と毛管連結されるか又は連結可能である。毛管間隙41は、液体容器4から液状材料16を引いて、芯に輸送する。
気化又は吸入後、吸入器コンポーネントの使用者は、待機時間を守らなければならず、この待機時間の間に液状材料16は、芯に新たに完全に浸透することができる。待機時間の経過の前の気化は、例えば、投与されるエアロゾル量の減少又は/及び芯の局所的な過熱など、場合によっては液状材料の分解及び生成される蒸気−空気混合物又はエアロゾルの感覚刺激特性の悪化と関連して、様々な不都合な結果をもたらす可能性がある。高度に希釈されたエタノール溶液又は/及び水性ニコチン溶液をベースとする試作品では、芯の完全な浸透を10秒以内に達成できた。吸入器コンポーネントをタバコ代用品として使用する場合、10秒の待機時間は多くの喫煙者にとって受け入れられるであろうが、かなりの喫煙者にとっては長過ぎるかもしれない。さらに、同一の試作品では、言及した待機時間を遵守しても、浸透の障害が生じ得ることが示されている。これらの障害が生じることはまれであるが、前述のような不都合をもたらすことがある。障害は、液状材料による芯の毛管構造の不十分な湿潤によって特徴づけられ、主に毛管間隙に関して芯の周辺領域に局所的に生じる。
本発明の課題は、上記で指摘した従来技術から知られている配列の短所を解消することにある。特に、本発明の課題は、冒頭に述べた種類の吸入コンポーネントを、芯が液状材料によって可能な限り迅速に浸透されかつ不快な長い待機時間が生じないように形成することである。局所的な浸透障害は、同様に回避されるべきである。このことはすべて、可能な限り追加の組み立ての手間なしに達成されるべきである。吸入器コンポーネントの製作コストは、同様に高くなってはならない。
上記課題は、請求項1の特徴によって解決される。それによれば、吸入器コンポーネントは、芯の第2の末端部分を収容する第2の毛管間隙を備える。すなわち、芯には、2つの側から液状材料が供給される。これによって、芯の完全な浸透までの待機時間を従来の片側の供給と比較して少なくとも半分にすることができる。液状材料による芯の浸透が逓減に比例して、すなわち、最初に比較的速く、次に遅く行われることを考慮すると、本発明による配列による芯の完全な浸透までの待機時間は、明らかに50%超短縮されることが明らかになる。同様の好適な効果が、芯の供給信頼性に関して達成され、特に危ぶまれる第1の毛管間隙に関して芯の周辺領域には、今や、第2の毛管間隙から短距離を介して液状材料を確実に供給することができる。
本発明の好ましい形態では、第1及び第2の毛管間隙が第3の毛管間隙を介して互いに結合されることが意図される。すなわち、第1及び第2の毛管間隙は第3の毛管間隙を介して互いに連通する。これによって、液状材料による第1及び第2の毛管間隙の、起こり得る不均一な供給を補償し、芯の供給信頼性をさらに改善することができる。
本発明によれば、さらに、毛管間隙の1つが、液状材料を含む液体容器と毛管連結されるか又は連結可能であることが意図される。この毛管間隙は、例えば第1の毛管間隙であることができる。この場合、第2の毛管間隙には、もっぱら第3の毛管間隙を介して液状材料が供給されるであろう。代わりに、第3の毛管間隙が液体容器と毛管連結されるか又は連結可能であることも意図することができるであろう。この場合、第1及び第2の毛管間隙には、第3の毛管間隙を介して液状材料が供給されるであろう。
全部の毛管間隙が共通面に配置される場合、構造的に特に簡単な状態が達成される。さらなる構造的な単純化は、全部の毛管間隙が板、好ましくは回路基板と、板の上に載置された上側部材とによって形成されることによって達成される。この場合、すべての毛管間隙を形成するために、2つの構成部材しか必要ない。
第1の変形実施形態では、上側部材は、本発明によれば、板と対向するリセスを備える。リセスは、板表面と協働して、毛管間隙を形成し、リセスの深さは毛管間隙の間隙幅を決定する。特に好ましいのは、1つ又は複数の通気溝がリセスに少なくとも部分的に接する場合である。通気溝は、毛管間隙に貯蔵された液状材料をバッファー容量としてより有効に利用できる有利な効果を有する。
第2の代替変形実施形態では、上側部材は芯の末端部分に位置する。芯の末端部分は、この場合、毛管間隙の間隙幅を決定する間隔保持器として働く。この代替変形実施形態においても、両方の構成部材が互いに直接接触しなくても、上側部材が「板の上に載置される」ことが当てはまる。
板は、回路基板として形成され、電気エネルギーを、この場合は電気式発熱体に導くためのものとして使用されることが好ましい。この場合、回路基板が多層のいわゆる多層回路基板として形成される場合、特に有利である。電流を供給する導体路は、これによってすなわち、毛管間隙に接しない層に集中させることができる。さらに、多層回路基板によって、より複雑な導体路配列も実現することができ、このことは、複数の電気式発熱体が設けられ、発熱体が互いに独立して制御されるべきである場合に、遅くとも有利と実証される事情である。最後に、多層回路基板は、それらの導体路の多層配列のため、比較的高い電流の伝送を可能にする。
本発明の別の形態では、第1の毛管間隙が、液状材料を含む第1の液体容器と連結されるか又は連結可能であり、第2の毛管間隙が、液状材料を含む第2の液体容器と連結されるか又は連結可能であることが意図される。互いに実質的に独立した2つの液体容器を設けることによって、液状材料による芯の供給信頼性をさらに高めることができる。
本発明の有効かつ有利な実施例について、図面に示し、以下に詳細に説明する。
本発明による吸入器コンポーネントの様々な図面である。 面状複合体の高さの図1による吸入器コンポーネントの縦断面図である。 図2の線A−Aに沿った吸入器コンポーネントの断面図である。 図3の細部aの拡大図である。 図2の線B−Bに沿った吸入器コンポーネントの断面図である。 面状複合体と共に回路基板の図面である。 毛管間隙を形成する上側部材と組み合わされた面状複合体と共に回路基板の図面である。 毛管間隙を形成する上側部材の2つの図面である。 代替実施形態の本発明による吸入器コンポーネントの図2と同様の図面である。
詳細な説明
図1は、本発明による吸入器コンポーネントの第1の実施例を示している。吸入器コンポーネントは、具体的な実施例では吸入器の交換可能な部品として形成され、スナップイン式接続部1を介して特に図示しない再使用可能な吸入器部品と連結可能である。吸入器コンポーネントは、再使用可能な吸入器部品と共に吸入器を形成する。吸入器コンポーネントはケース2から成り、さらにマウスピース3を含み、このマウスピースを介して吸入器の使用者は、蒸気−空気混合物又は/及び凝縮エアロゾルを取り寄せる。
図2〜5は、吸入器コンポーネントの内部構造に関するさらなる情報を示している。それによれば、ケース2内に、好ましくは回路基板として形成される担持板4がある。回路基板4は面状複合体5を担持する。面状複合体5は、芯7及び電気式発熱体6から成り、それらは互いに面状に結合されるか又は互いの中に組み込まれる。面状複合体5は、例えば金属フォイルと、その上に焼結された金属クロスとによって形成することができる。面状複合体5は、代わりに開孔の金属フォームからも成ることができる。金属フォイルに焼結された金属クロス又は金属フォームの開孔の毛管構造は芯7を形成し、金属の電気抵抗は発熱体6を形成する。適切な金属の抵抗材料は、例えばAISI 304又はAISI 316のようなステンレス鋼、ならびに伝熱合金、特にNiCr合金である。
芯7又はこれを含む面状複合体5は、互いに離れて配置された2つの末端部分7a及び7bを備える。面状複合体5は、この末端部分で回路基板4に位置する。面状複合体5は、さらに末端部分7a及び7bの領域で、回路基板4の導体路に電気接触している。面状複合体5又はその抵抗発熱体6の電気接触は、例えば導電性接着剤による、例えばエポキシベースの銀含有の接着剤による接着結合部から成ることができる。回路基板4は、2つの差込式接点8a及び8bの形態でケース2の外側表面から突出する。両方の差込式接点8a及び8bは、電気エネルギーを吸入器コンポーネントに導入するために使用される。電気エネルギーは、回路基板4の導体路を介して電気式抵抗発熱体6に供給される。回路基板4は、多層のいわゆる多層回路基板として形成されることが好ましい。すなわち、導体路は複数の層で存在する。この特別な回路基板タイプの利点については、以前にすでに述べた。電気エネルギーは、再使用可能な吸入器部品から供給されることが好ましい。再使用可能な吸入器部品は、このために、バッテリと、エネルギー供給を制御するための電気制御回路とを含む。
回路基板4には、面状に、リセス又は凹部10を備える上側部材9が載置される(図3〜8参照)。リセス10は、図8では黒色面として示され、典型的に0.2mmの深さを有する。リセス10は、回路基板4に対向しており、その表面と協働して毛管間隙を形成する。毛管間隙は、図2に黒色面として概略的に示されており、3つの部分、すなわち、面状複合体5又は芯7の末端部分7aが内部に突出する第1の毛管間隙11aと、面状複合体5又は芯7の末端部分7bが内部に突出する第2の毛管間隙11bと、第1の毛管間隙11aを第2の毛管間隙11bと連通させる第3の毛管間隙11cとから構成される。第1の毛管間隙11aは、ケース2によって形成されるか又はこのケースに配置された液体容器12と連通している。液体容器12は液状材料13を貯蔵する。毛管間隙11a内の毛管力は、液状材料13を液体容器12から毛管間隙11a内に引き込む。液状材料13は、最初に面状複合体5の末端部分7aに達する。そこで、液状材料13は芯7の毛管構造を湿潤させ、その後、この側から液状材料13を芯7に浸透させることができる。平行して、液状材料13は毛管間隙11c内に流れ、最終的に毛管間隙11cを介して毛管間隙11bまで達し、ここの末端部分7bで、面状複合体5又は芯7の毛管構造をもう一度湿潤させる。すなわち、2つの側面から液状材料13が芯7に浸透する。毛管間隙の流動抵抗は、芯7の流動抵抗よりもはるかに小さいので、芯7の浸透は両側からほとんど同時に又は対称に行われる。浸透時間は、芯7の片側のみの供給配列(国際公開第2010/045671号パンフレット参照)と比較して大きく短縮することができる。
芯7又は面状複合体5に液状材料13が完全に浸透した後、回路基板4の導体路を介して電気エネルギーを電気式抵抗発熱体6に供給して、液状材料13を気化させることができる。導体路が毛管間隙に可能な限り接しないように、導体路を主として回路基板4の背面に、必要に応じて中間層に配置して(多層回路基板)、従来技術による個々の導体路をいわゆる貫通接触部によって有効に互いに結合することが有利である。遊離した蒸気は、ケース2に配置されたチャンバ14内で、吸気口15を通して周囲から供給される空気(図3〜5参照)と混合して、蒸気−空気混合物又は/及び凝縮エアロゾルを形成し、この後、マウスピース3を介して使用者に放出される。
図8によれば、第1の毛管間隙11aの領域で、第1の通気溝16aが、及び第2の毛管間隙11bの領域で、第2の通気溝16bが、上側部材9のリセス10に接する。図2には、通気溝16a及び16bが概略的に破線で示され、図5に断面図で示されている。通気溝16aは、液体容器12まで延び、液体容器12から抽出された液状材料13のあらゆる容積が、等しく大きな空気量によって交換されることに寄与する。通気溝16a及び16bは、上側部材9によって形成された通気ボア17a及び17bを介して空気を取り入れ、この通気溝は、ケース2によって形成された連通通路18a及び18bを介してチャンバ14と連通している。連通通路18a及び18bは、図7に破線で概略的に示されている。チャンバ14への連通通路18aの連通口は図4に示されている。
回路基板4の材料としては、原則としてすべての公知の回路基板材料、特にFR1からFR5の材料タイプが適している。上側部材9は、接着結合によって回路基板4と組み立てられ、同様にプラスチックから成ることが好ましい。重要なことは、回路基板4ならびに上側部材9の表面が、液状材料13によって良く湿潤されることである。液状材料13としては、高度に希釈されたエタノール溶液又は/及び水溶液を使用することが好ましく、これらでは、固有の活性物質、エアロゾル生成物質、芳香剤、ならびに必要に応じて別の補助物質が溶解又は/及び乳化される。プラスチックの湿潤性及びその他の点でその接着性も、表面の活性化によって、例えばプラズマ重合による親水化(Diener electronic GmbH+Co.KG社,www.plasma.de)によって大幅に改善することができる。
図9は、吸入器コンポーネントの本発明による代替実施形態を示している。この実施形態は、第2の毛管間隙11bと連結されるか又は連結可能である、液状材料13を含む第2の液体容器12bが設けられることによって、図2による配列とは本質的に区別される。第1の供給経路(液体容器12a及び毛管間隙11a)に液体供給の障害が生じた場合、依然として第2の供給経路(液体容器12b、毛管間隙11b及び必要に応じて毛管間隙11c)を介して、液状材料13を面状複合体5又はその芯7に十分に供給することができる。
以下に、吸入器コンポーネントのなお別の構成部品について短く説明する。これらの構成部品は発明に直接関係しないかもしれないが、その説明は、本発明による吸入器コンポーネントの機能を全体的により良く理解し、本発明の実現可能性をより確実に保証することに寄与する。図2に例示的に示されているように、液体容器12は、前面にフラップ状の開封可能な封緘部19を備える。開封可能な封緘部19は、その閉鎖位置で、液体容器12を外側に向かって密封閉鎖する。開封可能な封緘部19を開放した後に初めて、液状材料13は毛管間隙11aを湿潤させ、毛管間隙内で作用する毛管力によって次に面状複合体5までさらに突き進み、最後に、面状複合体5の芯7に浸透することができる。開封可能な封緘部19は、ケース2内で軸方向に変位可能に軸受けされたピン20により開放される(図3及び図5)。ピン20の第1の端部は、開封可能な封緘部19に向けられている。第2の端部は、封緘部19がなお閉じた状態で、ケース2の外側表面から突起状に突出する。ピン20の第2端部は、再使用可能な吸入器部品とタペット状に作用結合している。吸入器コンポーネントと再使用可能な吸入器部品との連結過程で、ピン20はケース2内に変位され、これによって、ピン20の第1の端部は開封可能な封緘部19を押す。開封可能な封緘部19は、その周囲に材料弱体化部分を備え、この部分は、ピン20による圧力付勢の際に規定破壊点と同様に広い周辺領域にわたって開裂するが、片側でヒンジを形成するように寸法決めされる。このようにして、開封可能な封緘部19がフラップのように開くことが行われる。
さらに、図2〜5は、吸上げ能力のある開孔の2つのスポンジ21a及び21bから成るチャンバ14に配置される凝縮物結合装置を示している。スポンジ21a及び21bは、それらの細孔に、蒸気層から形成された凝縮物の堆積を収容して、吸入器コンポーネントに、特にチャンバ14に、自由に移動可能な凝縮物の集積が形成されることを阻止するが、凝縮物の集積は、これらの集積が医薬品の残り又はニコチンのような毒物を含む限り、吸入器コンポーネントの機能に悪影響を及ぼし、同時に使用者及び環境に対する危険性となり得る。両方のスポンジ21a及び21bは、チャンバ14の内壁を大部分覆い、この場合、スポンジ21aは吸気口15の口まで延びる。これによって、凝縮物の堆積が比較的狭いスリット状の吸気口15に達し、これによって空気流が妨げられる可能性が阻止される。代替の配列としては、吸気口15は、スポンジ21a及び21bによって直接形成されることも考えられる。スポンジ21a及び21bは、微孔質で高多孔質の繊維複合体から成ることが好ましい。Filtrona Richmond Inc.,www.filtronaporoustechnologies.comという会社は、そのような繊維複合体の製造を専門としており、この場合、トリアセチンを用いて結合したセルロースアセテート繊維、及び熱で結合したポリオレフィン繊維及びポリエステル繊維の両方が加工される。
図2〜3に示されているように、スポンジ21a及び21bの下流に冷却器22が後置されており、この冷却器は、具体的な実施例では、好ましくは交換可能なマウスピース3内に組み込まれ、多孔質の充填材料23から成り、充填材料の孔は、生成された蒸気−空気混合物又は/及び凝縮エアロゾルによって貫流される。冷却器22は、貫流する蒸気−空気混合物又は/及び凝縮エアロゾルを冷却し、この場合、さらに凝縮物をそれから取り去る。これによって、使用者が摂取する蒸気−空気混合物又は/及び凝縮エアロゾルの感覚刺激特性を明らかに改善することができる。充填物23は、例えばタバコ充填物から成ることができる。このようなタバコ充填物は、タバコ充填物を通して貫流する蒸気−空気混合物又は凝縮エアロゾルの加香をさらに行い、液状材料13がニコチンを含む場合にとりわけ考慮に値する。
最後に、本発明は、今ここで説明した実施例による面状複合体5に当然限定されないことが指摘される。複合体は、同様に線状に形成することができるであろう。さらに、複合体は、複数の互いに並んで配置された複合体又は複合体部分から構成することができ、この場合、個々の複合体又は複合体部分がどのように互いに電気的に接続されるかは取るに足らない。この関連で、本発明による多層回路基板4によって、直列回路、並列回路、ならびにより複雑な回路及び制御を実現できることが指摘される。最終的に、本発明は、発熱体が芯とは別に配置される装置も含む。例えば、芯は面状に形成することができ、加熱エネルギーは、電磁波、特に熱放射又はマイクロ波によって芯に伝達することができるであろう。
1 スナップイン式接続部
2 ケース
3 マウスピース
4 担持板、回路基板
5 面状複合体
6 発熱体、抵抗発熱体
7 芯
7a、7b 芯又は複合体の末端部分
8a、8b 差込式接点
9 上側部材
10 リセス
11a 第1の毛管間隙
11b 第2の毛管間隙
11c 第3の毛管間隙
12 液体容器
12a 第1の液体容器
12b 第2の液体容器
13 液状材料
14 チャンバ
15 吸気口
16a、16b 通気溝
17a、17b 通気ボア
18a、18b 連通通路
19 開封可能な封緘部
20 ピン
21a、21b スポンジ
22 冷却器
23 充填材料

Claims (12)

  1. 液状材料(13)を気化させ、必要に応じて生成された蒸気を凝縮させることによって、蒸気−空気混合物又は/及び凝縮エアロゾルを生成するための吸入器コンポーネントであって、
    前記液状材料(13)の一部を気化させるための発熱体(6)と、
    前記発熱体(6)に前記液状材料(13)を自動的に供給するための芯(7)であって、互いに離れて配置された少なくとも2つの末端部分(7a、7b)を備える芯(7)と、
    前記芯(7)に前記液状材料(13)を自動的に供給するための第1の毛管間隙(11a)であって、前記芯(7)の第1の末端部分(7a)が前記第1の毛管間隙(11a)内に突出する第1の毛管間隙(11a)とを含む吸入器コンポーネントにおいて、
    前記芯(7)の第2の末端部分(7b)を収容する第2の毛管間隙(11b)を含むことを特徴とする吸入器コンポーネント。
  2. 前記第1及び第2の毛管間隙(11a、11b)が第3の毛管間隙(11c)を介して互いに連通されることを特徴とする、請求項1に記載の吸入器コンポーネント。
  3. 前記毛管間隙(11a、11b、11c)の1つが、前記液状材料(13)を含む液体容器(12)と毛管連結されるか又は連結可能であることを特徴とする、請求項2に記載の吸入器コンポーネント。
  4. 全部の毛管間隙(11a、11b、11c)が共通面に配置されることを特徴とする、請求項1又は2に記載の吸入器コンポーネント。
  5. 全部の毛管間隙(11a、11b、11c)が板と、前記板の上に載置された上側部材(9)とによって形成されることを特徴とする、請求項4に記載の吸入器コンポーネント。
  6. 前記板が回路基板(4)であることを特徴とする、請求項5に記載の吸入器コンポーネント。
  7. 前記上側部材(9)が、前記板と対向するリセス(10)を備えることを特徴とする、請求項5又は6に記載の吸入器コンポーネント。
  8. 1つ又は複数の通気溝(16a、16b)が前記リセス(10)に少なくとも部分的に接することを特徴とする、請求項に記載の吸入器コンポーネント。
  9. 前記上側部材(9)が前記芯(7)の末端部分(7a、7b)に位置することを特徴とする、請求項5又は6に記載の吸入器コンポーネント。
  10. 前記回路基板(4)が多層のいわゆる多層回路基板として形成されることを特徴とする、請求項に記載の吸入器コンポーネント。
  11. 前記第1の毛管間隙(11a)が、前記液状材料(13)を含む第1の液体容器(12a)と連結されるか又は連結可能であり、前記第2の毛管間隙(11b)が、前記液状材料(13)を含む第2の液体容器(12b)と連結されるか又は連結可能であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の吸入器コンポーネント。
  12. 請求項1乃至11のいずれか1項に記載の吸入器コンポーネントを含む吸入器。
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