JPH0432772A - Device for detecting air flow through path - Google Patents

Device for detecting air flow through path

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Publication number
JPH0432772A
JPH0432772A JP13730890A JP13730890A JPH0432772A JP H0432772 A JPH0432772 A JP H0432772A JP 13730890 A JP13730890 A JP 13730890A JP 13730890 A JP13730890 A JP 13730890A JP H0432772 A JPH0432772 A JP H0432772A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
passageway
opening
air
air flow
piezoelectric film
Prior art date
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Pending
Application number
JP13730890A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Christopher Henry John
ジョン・クリストファ・ヘンリー
Kyung T Park
キュン・タエ・パク
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Arkema Inc
Original Assignee
Atochem North America Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Atochem North America Inc filed Critical Atochem North America Inc
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Publication of JPH0432772A publication Critical patent/JPH0432772A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To detect an air flow through a passage by letting an air flow through a passage strike against a piezoelectric film sensor and generating an electric signal corresponding to the impact. CONSTITUTION: An automatic suction unit 10 comprises a tubular housing 12 having a small generally tubular passage 28. A piezoelectric film sensor 36 is formed in the passage 28 by first and second air flow limiters 40, 42. The limiters 40, 42 function as means for directing the air flow passing through the passage 28 toward the sensor 36. The air flow passing through the passage 28 (inspired gas of a user) causes a relatively large oscillation in the sensor 36 whereas the air flow in the opposite direction (expired gas) causes a relatively small oscillation in the sensor 36. An electric signal of high amplitude (inspired gas) generated from the sensor 36 is discriminated from an electric signal of low amplitude (expired gas) and a fluid is discharged from an aerosol container 14 into the housing 12 only for an appropriate time.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の分野] 本発明は通路を通しての空気流れを検出するための装置
に関し、詳しくは空気流れの存在を検出するのみならず
、そうした通路を貫いての空気流れの方向及び大きさを
検出するような装置に関する。本発明はその1具体例に
於て、流体の分配或は使用者への薬物治療のための吸入
装置に使用するために適したものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for detecting air flow through passageways, and more particularly, to not only detect the presence of airflow, but also detect the presence of airflow through such passageways. This invention relates to devices for detecting direction and magnitude. In one embodiment, the present invention is suitable for use in an inhalation device for dispensing fluids or administering medications to a user.

[従来技術の説明] 特に喘息その他のような呼吸不全症状を有する人々にエ
アゾール系薬物を処方投薬量分だけ与或は投与するため
に、小型携帯式の吸入装置が広(使用されている。そう
した装置は一般に、プラスチック製で全体に管状の、一
般に断面がL字形のハウジングを具備する。該ハウジン
グの一端は、ある形態の推進剤並びに薬物を収納するエ
アゾール容器或はモジュールを受けるようになっている
。ハウジングの他端には使用者の口に挿し込むために適
合されたマウスピースが具備される。前記ハウジングは
また、薬物をエアゾール容器から釈放せしめ使用者に吸
入させるためのある種の作動装置をも具備している。代
表的には薬物を釈放させるためにはエアゾール容器をハ
ウジングに関して内側に移動させる必要がある。
DESCRIPTION OF THE PRIOR ART Small, portable inhalation devices are in widespread use, particularly for administering prescribed doses of aerosol medications to people with respiratory failure conditions such as asthma or other conditions. Such devices typically include a plastic, generally tubular, generally L-shaped housing at one end adapted to receive an aerosol container or module containing some form of propellant as well as a drug. The other end of the housing is provided with a mouthpiece adapted for insertion into the mouth of the user. The housing also includes a mouthpiece of some kind for releasing the drug from the aerosol container for inhalation by the user. An actuation device is also included, typically requiring the aerosol container to be moved inwardly relative to the housing to release the drug.

先に言及した如く、説明された形式の吸入装置はそうし
た薬物の分与のために広(使用されている。しかしなが
ら、多くの人々はそれら装置を上手に利用することが出
来ない。この形式の装置では一般に、薬物の恩恵の全て
を享受するために、吸入と実質的に同時に或はその直後
に薬物をハウジング内に釈放するべくエアゾール容器を
ハウジングに関し該ハウジングの内側に移動する必要が
ある。病気、老衰その他によって、多くの人々はそうし
た2段階プロセスを上手に同時的に或は素早く実行出来
ない。結局、それらの人々はそうしまた吸入装置を全く
利用出来ないが或はある場合に薬物の恩恵を部分的に受
けるだけである。
As mentioned earlier, inhalation devices of the type described are widely used for dispensing such drugs. However, many people are unable to utilize these devices successfully. Devices generally require that the aerosol container be moved relative to the housing to release the drug into the housing substantially simultaneously with or shortly after inhalation in order to receive the full benefit of the drug. Due to illness, old age, etc., many people are unable to carry out such two-step processes simultaneously or quickly. Eventually, they also do so and do not have access to inhalation devices at all, or in some cases use drugs. only partially benefit from it.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

従って、本発明の目的は前述の如き従来装置の問題を解
決し得る、吸入装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an inhalation device that can solve the problems of conventional devices as described above.

〔発明の構成) 本発明は、使用者、部ち被吸入者側に於て単一の動作だ
けが必要とされる、自動吸入装置の一部として使用され
るものである。使用者による吸気を検出しそれにより、
使用者にそれ以上何の操作もさせることなく所定量或は
投与量の薬物を釈放させるべく、エアゾール容器を自動
的に作動させるための手段が設けられる。
[Structure of the Invention] The present invention is used as part of an automatic inhalation device in which only a single action is required on the part of the user, or part of the inhaler. Detects inhalation by the user and thereby
Means is provided for automatically activating the aerosol container to release a predetermined amount or dose of drug without any further action by the user.

別の具体例では本発明は使用者の呼吸を監視するために
使用され得る。例えば、本発明は使用者の呼吸を監視す
るために、気管チューブ、口或は鼻−挿入呼吸チューブ
と共に使用され得る。本発明は呼吸速度の変化だけでな
く、呼吸速度及び息の深さの監視を可能とする。
In another embodiment, the invention may be used to monitor a user's breathing. For example, the present invention may be used with tracheal tubes, mouth- or nose-inserted breathing tubes to monitor a user's breathing. The present invention allows for monitoring not only changes in breathing rate, but also breathing rate and depth of breath.

簡略すれば、本発明は空気を流通させるための第1の開
口及び第2の開口を有する通路を通しての空気流れを検
出するための装置であって、前記空気は、第1の開口か
ら流入しそして第2の開口から流出する第1の方向か或
は、第2の開口から流入して第1の開口から流出する第
2の方向かに於て前記通路内を流動する。本装置は前記
通路内に位胃付けられた圧電フィルムセンサを具備する
。通路内には空気を前記圧電フィルムセンサに差し向は
射突させるための流れ配向手段が設けられる。圧電フィ
ルムセンサは、空気が第1の方向で流れる場合には第1
の電気信号を、そして空気が第2の方向に流れる場合に
は第2の電気信号を発生する。圧電フィルムセンサに電
気的に結合された弁別手段が、前記第1の電気信号及び
第2の電気信号を受けそれによって通路を流れる空気の
方向を識別するために設けられる。
Briefly, the present invention is a device for detecting air flow through a passage having a first opening and a second opening for flowing air, the air flowing in through the first opening. The liquid then flows through the passage either in a first direction outflowing from the second opening or in a second direction flowing in from the second opening and outflowing from the first opening. The device includes a piezoelectric film sensor positioned within the passageway. Flow directing means are provided within the passageway for directing air towards the piezoelectric film sensor. The piezoelectric film sensor has a first
and a second electrical signal if the air flows in a second direction. Discrimination means electrically coupled to the piezoelectric film sensor is provided for receiving the first electrical signal and the second electrical signal and thereby identifying the direction of air flowing through the passageway.

[実施例の説明] 同じ参照番号は同じ要素を表す図面を参照するに、第1
図には本発明に従う自動吸入装置10の好ましい具体例
の、部分破除した側面図が例示されている。自動吸入装
置10は一般に、現在入手し得る吸入装置のそれと寸法
及び形状の類似する管状のハウジング】2を具備する。
DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS Like reference numbers represent like elements.
The figure illustrates a partially cut away side view of a preferred embodiment of an automatic inhalation device 10 according to the present invention. Automatic inhalation device 10 generally includes a tubular housing 2 similar in size and shape to that of currently available inhalation devices.

第1図に小されるように、ハウジング〕2は一般に断面
がL字形である。好ましくはハウジング12は現在入手
し2得る吸入装置製造のために使用される形式の、軽量
高強度プラスチック材料から作成される。しかしながら
、当業者には明らかなようにハウジングは仔童のその他
好適な材料から作成し得、またハウジングは任意のその
他の寸法及び或は形状とし得る。
As shown in FIG. 1, the housing 2 is generally L-shaped in cross section. Preferably, housing 12 is constructed from a lightweight, high strength plastic material of the type currently available and used for manufacturing inhalation devices. However, as will be apparent to those skilled in the art, the housing may be constructed from any other suitable material, and the housing may be of any other size and or shape.

ハウジング12は、圧力下で分与されるべき流体或は薬
物を収納するエアゾール容器或はモジュル】4を受は且
つ係合するための手段を具備する。この形式のエアゾー
ル容器は一般に斯界に周知でありまた多くのiソ造元か
ら入手し得る。それらエアゾール容器は一般(二所定量
の先に述べた流体或はその他薬物を、通常はガスである
好適な推進剤と共に収納する。また前記エアゾール容器
(オ一般に、通常は押し下げ弁である一種の弁を具備す
る。該押し下げ弁は、使用者がこれを押し下げた場合に
流体或は薬物を釈放するようになっている。こうしたエ
アゾール容器は一般に筒状であるが、そこに収容される
流体或は薬物量によって直径及び或は長さが異なる。現
在好ましい具体例に於てはハウジング12は一般に筒状
であり、内径或はエアゾール容器14を包囲するハウジ
ング壁の少な(とも一部分は、そこを空気が自由に挿通
し得るよう、エアゾール容器14の外径よりも少なくと
も僅かに大きい。エアゾール容器14は使用者によって
、第1図に示されるようにハウジング壁2の内部に通常
の態様に於て好都合に挿し込みされ得る。現在使用され
る吸入器のように、エアゾール容器14は、完全に使用
し尽くされるとハウジング12から好都合に取外されそ
して充満された新しいエアゾール容器と交換され得る。
The housing 12 includes means for receiving and engaging an aerosol container or module 4 containing a fluid or drug to be dispensed under pressure. Aerosol containers of this type are generally well known in the art and are available from a number of manufacturers. These aerosol containers generally contain a predetermined amount of the above-mentioned fluid or other drug, together with a suitable propellant, usually a gas. The push-down valve is adapted to release the fluid or drug when depressed by the user. These aerosol containers are generally cylindrical in shape; may vary in diameter and/or length depending on the amount of drug. In the presently preferred embodiment, housing 12 is generally cylindrical, with an inner diameter or portion of the housing wall surrounding aerosol container 14 extending therethrough. The aerosol container 14 is at least slightly larger than the outer diameter of the aerosol container 14 so that air can freely pass through it. Like inhalers currently in use, the aerosol container 14 can be conveniently removed from the housing 12 when completely exhausted and replaced with a new filled aerosol container.

これにより吸入装置10はシリーズの別のエアゾル容器
を使用可能である。
This allows the inhalation device 10 to use different aerosol containers in the series.

本発明の現在好ましい具体例に於ては、エアゾール容器
14の弁16は、一般に管状でL型の導管18の一端内
部への挿入のために適合される。
In the presently preferred embodiment of the invention, the valve 16 of the aerosol container 14 is adapted for insertion within one end of a generally tubular, L-shaped conduit 18.

エアゾール容器14の一部分は、該エアゾール容器14
を然るべき位置に保持し且つ弁16を押し2下げ、これ
を導管18内に挿入した場合に図示されるように開放し
、加圧流体を導管18に流入させるために、ハウジング
12と密着される。導管18の他端は低パワーの機械的
な作動手段の一端に固着される。現在好ましい具体例に
於ては、作動手段は形状記憶合金繊維を使用して形成さ
れた弁20から成り立つ。この種の弁は一般に斯界に周
知であり、カリフォルニア州イルヴアインのTokia
merica Technologiesから市販入手
可能であって”BIOMETAI、゛の部槽の下に販売
されている。
A portion of the aerosol container 14
is held in place and valve 16 is pressed down 2 to open as shown when inserted into conduit 18 and to allow pressurized fluid to flow into conduit 18. . The other end of conduit 18 is secured to one end of a low power mechanical actuation means. In the presently preferred embodiment, the actuation means comprises a valve 20 formed using shape memory alloy fibers. This type of valve is generally well known in the art and is manufactured by Tokia in Ilvain, California.
It is commercially available from merica Technologies and sold under the category "BIOMETAI".

そうした弁の構造の完全な説明及び運転は製造業者から
入手し得るものであり、本発明の完全なる理解のために
は必要ではない。それら弁は一般に管状であり且つ一般
にチタン−ニッケルの如き形状記憶合金の単一の繊維を
含んでいることを述べれば十分である。そうした繊維は
直径が6ミルの範囲であり、また動作上その構造に依存
して人間の筋肉の如く作動する。前記繊維に15ボルト
のオーダの低電圧で、約300ミリアンペアのオーダー
の微小電流を流すことで繊維は収縮し、それにより弁は
開く。繊維を流れる電流を止めると繊維は弛緩し或は拡
張して元位置に復帰し、弁は閉じる。放出開口22が弁
20の他端に設けられる。
A complete description of the construction and operation of such valves is available from the manufacturer and is not necessary for a complete understanding of the invention. Suffice it to say that the valves are generally tubular and generally include a single fiber of a shape memory alloy such as titanium-nickel. Such fibers are in the range of 6 mils in diameter and, depending on their structure, operate like human muscles. By passing a small current on the order of about 300 milliamps through the fibers at a low voltage on the order of 15 volts, the fibers contract, thereby opening the valve. When the current flowing through the fiber is stopped, the fiber relaxes or expands and returns to its original position, closing the valve. A discharge opening 22 is provided at the other end of the valve 20.

このように、弁20は実質的に弁16の代わりをなすも
のであり、弁20が作動すると流体がエアゾール容器1
4からハウジング12へと放出される。当業者には、”
 BIOMETAじ弁は現在好ましいものであるが、そ
の他の軽量の、低圧の機械的或は電気機械的アクチュエ
ータを使用し得ることを認識されよう。
Valve 20 thus substantially replaces valve 16, and when valve 20 is actuated, fluid flows into aerosol container 1.
4 into the housing 12. For those skilled in the art,
Although the BIOMETA valve is currently preferred, it will be appreciated that other lightweight, low pressure mechanical or electromechanical actuators may be used.

ハウジング12はまた、現在使用される吸入装置の如き
と同一様式で使用者の口に係合させるためのマウスピー
ス24を具備する。該マウスピース24は放出開口22
に接近してマウスピース開口26を有する。使用者が口
をマウスピース24を覆って位置付は吸気すると、空気
はハウジング12(エアゾール容器14の周囲の)を通
して弓き寄せられ、そしてマウスピース開口26を通し
て使用者の口に入る。これにより放出間口22を通して
ハウジングに放出された流体或は薬物が吸入される。
Housing 12 also includes a mouthpiece 24 for engaging the user's mouth in the same manner as inhalation devices currently in use. The mouthpiece 24 has a discharge opening 22
It has a mouthpiece opening 26 adjacent to it. When a user positions their mouth over mouthpiece 24 and inhales, air is forced through housing 12 (around aerosol container 14) and into the user's mouth through mouthpiece opening 26. This causes the fluid or drug released into the housing through the release opening 22 to be inhaled.

ハウジング12は、小型の、一般に筒状の通路28をも
具備する。該通路28は、現在好ましい具体例ではハウ
ジング12内の下方の、マウスピース24に近い位置に
配置される。当業者には、前記通路28は別様にはハウ
ジング12内のその他の位置とし得ることを認識されよ
う。通路28の第1端部30は、空気取り入れのために
、使用者が口を位置付ける部分を越えた位置で大気に開
放される。通路28の第2端部32は、マウスピース開
口26と連通される。このように、使用者がマウスピー
ス24を覆って口を位置付は吸入すると、吸入された空
気の僅かな部分が矢印34によって示されるように、通
路28を貫いて流動する。
Housing 12 also includes a small, generally cylindrical passageway 28. The passageway 28 is located lower within the housing 12 and proximate the mouthpiece 24 in the presently preferred embodiment. Those skilled in the art will recognize that the passageway 28 may alternatively be located at other locations within the housing 12. A first end 30 of the passageway 28 is open to the atmosphere beyond where the user would position the mouth for air intake. A second end 32 of passageway 28 communicates with mouthpiece opening 26 . Thus, when a user positions their mouth over mouthpiece 24 and inhales, a small portion of the inhaled air flows through passageway 28, as shown by arrow 34.

マウスピース開口26を通しての使用者の吸入を検出し
且つそれに応じて電気信号を発生するための検出手段が
通路28内に設けられる。現在好ましい具体例では該検
出手段は圧電フィルムセンサ36を含む。該圧電フィル
ムセンサ36は好ましくは、ペンシルベニア州フィラデ
ルフィアのペンウォルト社からKYNAR(部槽)圧電
フィルムの名称の下に市販入手し得る形式の圧電ポリマ
ーフィルムの、電極コーティングした未薄の層から形成
される。圧電フィルムセンづ6はまた。今後明らかにさ
れる様式で制御手段に結合される一対の電線をも含む。
Detection means are provided within the passageway 28 for detecting the user's inhalation through the mouthpiece opening 26 and generating an electrical signal in response. In the presently preferred embodiment, the sensing means includes a piezoelectric film sensor 36. The piezoelectric film sensor 36 is preferably formed from an electrode-coated, unthin layer of piezoelectric polymer film of the type commercially available from Pennwalt Co., Philadelphia, Pennsylvania under the name KYNAR piezoelectric film. be done. Piezoelectric film sensor 6 is also available. It also includes a pair of electrical wires coupled to the control means in a manner to be disclosed hereinafter.

圧電フィルムセンサ36はその細形式の圧電式の或はそ
の他好適なフィルムその細形態の材料から形成し得る。
Piezoelectric film sensor 36 may be formed from an elongated piezoelectric or other suitable film material.

現在好ましい具体例に於ては、圧電フィルムセンサ36
は通路28を流通する空気が存在することを基準として
吸気を検出する。別様には圧電フィルムセンサ36は、
通路を流れる空気の温度変化、即ち使用者の吐く麿がよ
り暖かい或は吸気する空気の温度がより冷たいことを検
出するために使用し得る。
In a presently preferred embodiment, piezoelectric film sensor 36
detects intake air based on the presence of air flowing through the passage 28. Alternatively, the piezoelectric film sensor 36 is
It can be used to detect a change in the temperature of the air flowing through the passage, ie, the user's exhaled air is warmer or the air he inhales is cooler.

圧電フィルムセンサ36は、一般に通路の第1端部30
に面する第1空気流れ制限体40及び般に通路の第2端
部32に面する第2空気流れ制βR体42によって通路
28内部に形成されたコツブ型空間38内に一般に位置
付けられる。第1空気流れ制限体40及び第2空気流れ
制限体42は好ましくは、ハウジング12を形成するた
めに使用されたと同一の材料から形成され、別様にはそ
の他の任意の好適な材料から形成し得る。現在好ましい
具体例に於ては第1空気流れ制限体40及び第2空気流
れ制限体42は、一般に通路内部に中心を有し全体が円
形の第1の開口44及び第2の開口46を夫々画定する
ために環状である。
A piezoelectric film sensor 36 is generally located at the first end 30 of the passageway.
It is generally positioned within a bulge-shaped space 38 formed within the passageway 28 by a first airflow restrictor 40 facing the passageway and a second airflow restriction βR body 42 generally facing the second end 32 of the passageway. First air flow restrictor 40 and second air flow restrictor 42 are preferably formed from the same material used to form housing 12, or may otherwise be formed from any other suitable material. obtain. In the presently preferred embodiment, the first air flow restrictor 40 and the second air flow restrictor 42 have a generally circular first aperture 44 and a second aperture 46, respectively, centered within the passageway. Annular to define.

第1空気流れ制限体40及び第2空気流れ制限体42は
、圧電フィルムセンサ36に空気を射突させるために通
路28を貫(空気流れを差し向けるための配向手段とし
て機能する。しかしながら、当業者には第1空気流れ制
限体40及び第2空気流れ制限体42は環状でなくて良
く、また第1の開口44及び第2の開口46が円形成は
通路28内に中心を有さな(で良いことを認識されよう
The first air flow restrictor 40 and the second air flow restrictor 42 act as directing means for directing the air flow through the passageway 28 to impinge on the piezoelectric film sensor 36. It is understood by those skilled in the art that the first air flow restrictor 40 and the second air flow restrictor 42 need not be annular, and that the first aperture 44 and the second aperture 46 be circular and not centered within the passageway 28. (Let's recognize that this is a good thing.

現在好ましい具体例に於ては、一般に円形の開口48も
また圧電フィルムセンサ36を貫いて伸延される。該開
口48もまた所望であれば円形以外の形状とし得る。
In the presently preferred embodiment, a generally circular aperture 48 also extends through the piezoelectric film sensor 36. The aperture 48 may also have a shape other than circular if desired.

第1図及び2図に最も良く示されるように、第1の開口
44は第2の開口46よりも直径が大きい。同様に、開
口48の直径は好ましくは第2の開口46のそれよりも
少なくとも僅かに大きい。
As best shown in FIGS. 1 and 2, first aperture 44 has a larger diameter than second aperture 46. As best shown in FIGS. Similarly, the diameter of aperture 48 is preferably at least slightly larger than that of second aperture 46.

圧電フィルムセンサ36はコツプ型空間38内部で第2
の空気流れ制限体42に接近して位置決めされることを
銘記されたい。圧電フィルムセンサ36をコツプ型空間
38の内部にこのように取付け、また第1の開口44、
第2の開口46そして開口48の開口の直径をこのよう
に変化させるのは、圧電フィルムセンサ36の振動の度
合を基準としての通路28を流通する空気の流れ方向を
識別可能ならしめることにある。矢印34によって示さ
れる方向への、通路28を貫いての空気流れ(使用者の
吸気による)は、第1の開口44がコツプ型空間38に
関して比較的大きな寸法を有することから圧電フィルム
センサ36に対する強し衝撃力を有し、圧電フィルムセ
ンサ36に比較的大きな振動を生じせしめる。それによ
り使用者が吸気すると、第5図に参照番号50で示され
るように、圧電フィルムセンサ36によって比較的大き
な振幅の電気信号が発生される。別様には、矢8134
によって示される流れとは反対方向の空気流れ(使用者
の排気)は圧電フィルムセンサ36の比較的小さい部分
に衝突するに際し、円形の第2の開口46の寸法が比較
的小さいことがら、圧電フィルムセンサ36に比較的小
さい度合の振動を生じさせ、第5図に参照番号52で示
されるような圧電フィルムセンサ36による比較的小さ
い振幅の電気信号を発生させる。圧電フィルムセンサ3
6から発生される大振幅の電気信号(吸気)及び小振幅
の電気信号(排気)を識別することにより本発明は、今
後その詳細が説明されるように適切な時間に於てだけ、
エアゾール容器14がらハウジング12内に流体を放出
せしめる。
The piezoelectric film sensor 36 is located inside the cup-shaped space 38.
Note that the air flow restrictor 42 is positioned proximate to the airflow restrictor 42 of the The piezoelectric film sensor 36 is thus mounted inside the cup-shaped space 38, and the first opening 44,
The reason for changing the diameters of the second openings 46 and 48 in this way is to make it possible to identify the flow direction of the air flowing through the passage 28 based on the degree of vibration of the piezoelectric film sensor 36. . Air flow (due to user inhalation) through the passageway 28 in the direction indicated by the arrow 34 is directed against the piezoelectric film sensor 36 because the first opening 44 has a relatively large dimension with respect to the cup-shaped space 38. It has a strong impact force and causes relatively large vibrations in the piezoelectric film sensor 36. As a result, when the user inhales, a relatively large amplitude electrical signal is generated by the piezoelectric film sensor 36, as indicated by the reference numeral 50 in FIG. Alternatively, arrow 8134
Because the dimensions of the circular second aperture 46 are relatively small, the air flow (user exhaust air) in the direction opposite to the flow indicated by is impinging on a relatively small portion of the piezoelectric film sensor 36. The sensor 36 is caused to vibrate to a relatively small degree, causing a relatively small amplitude electrical signal to be generated by the piezoelectric film sensor 36, as shown at 52 in FIG. Piezoelectric film sensor 3
By distinguishing between large-amplitude electrical signals (inhalation) and small-amplitude electrical signals (exhaust) generated from
Fluid is discharged from the aerosol container 14 into the housing 12.

本装置10、はハウジング12内に更に制御手段54を
具備する。該制御手段54は検出手段からの空気流れの
電気信号を受け、該電気信号受信に応答して作動用信号
を発生するために、前記検出手段或は圧電フィルムセン
サに電気的に接続される。制御手段54は作動用信号を
作動手段或は弁20に送てこれを開放させるために、前
記作動手段或は弁20ともまた電気的に接続される。現
在好ましい具体例に於ては制御手段54は好ましくは、
ハウジング12の下方端部内部で(第1図参暉)弁20
に接近して位置付しプされる。しかしながら、制御手段
54はハウジング12内の任意の好適な位置に位置決め
され得る。
The device 10 further includes control means 54 within the housing 12. The control means 54 is electrically connected to the detection means or piezoelectric film sensor for receiving an air flow electrical signal from the detection means and generating an actuation signal in response to receiving the electrical signal. The control means 54 is also electrically connected to the actuating means or valve 20 in order to send an actuating signal to the actuating means or valve 20 to cause it to open. In the presently preferred embodiment, the control means 54 preferably includes:
Inside the lower end of the housing 12 (see FIG. 1) is a valve 20.
is positioned close to the However, the control means 54 may be positioned at any suitable location within the housing 12.

第3図は制御手段54の現在好ましい実施態様での機能
的ブロックダイヤグラムである。好ましくは、圧電フィ
ルムセンサ36からの空気流れの電気信号は先ず、フィ
ルタ56の如き第1の弁別装置に適用される。現在好ま
しい具体例に於てはフィルタ56は圧電フィルムセンサ
36から所望されざる低周波信号を炉別するバイパスフ
ィルタである。そうした低周波信号は、前記圧電フィル
ムセンサ36の検出対象、即ち吸気の動作を表すもので
はない熱その他ノイズ及び或は振動によって発生され得
る。圧電フィルムセンサ36からの炉別された信号は次
いで、該炉別された信号の振幅を所定の参照値と比較す
る比較器58の如き第2の識別装置に適用される。前記
所定の参照値は第5図に示されるように、使用者の排気
中に圧電フィルムセンサ36によって発生された信号の
水準よりも大きな振幅のものとして確立される。前記所
定の参照値よりも大きな振幅を有する信号が受信される
と、比較器58は即座に電気トリガー信号を発生し、該
電気トリガー信号が投与調整器60に適用される。該投
与調整器60は調時装置として作動し、比較器58から
の電気トリガー信号によって作動されると、エアゾール
容器】4からハウジング12へと所望量の流体或は所望
投与量の薬物を分与するべ(弁20を開放するに必要な
時間に相当する所定時間長さの作動用信号を発生する。
FIG. 3 is a functional block diagram of a presently preferred embodiment of control means 54. Preferably, the airflow electrical signal from the piezoelectric film sensor 36 is first applied to a first discriminator, such as a filter 56. In the presently preferred embodiment, filter 56 is a bypass filter that filters out unwanted low frequency signals from piezoelectric film sensor 36. Such low frequency signals may be generated by heat, other noise, and/or vibrations that are not representative of what the piezoelectric film sensor 36 is detecting, ie, the operation of the intake air. The filtered signal from the piezoelectric film sensor 36 is then applied to a second identification device, such as a comparator 58, which compares the amplitude of the filtered signal to a predetermined reference value. The predetermined reference value is established as being of an amplitude greater than the level of the signal generated by the piezoelectric film sensor 36 during user exhaustion, as shown in FIG. When a signal with an amplitude greater than the predetermined reference value is received, comparator 58 immediately generates an electrical trigger signal, which is applied to dosing regulator 60 . The dosing regulator 60 operates as a timing device and, when actuated by an electrical trigger signal from the comparator 58, dispenses a desired amount of fluid or a desired dose of drug from the aerosol container 4 to the housing 12. An actuation signal of a predetermined length corresponding to the time required to open the valve 20 is generated.

該作動用信号の長さは、分与されるべき特定種類の流体
或は薬物、特定の使用者の必要に応じて変化され得る。
The length of the actuation signal can be varied depending on the particular type of fluid or drug being dispensed and the needs of the particular user.

制御手段54は電源62もまた具備する。現在好ましい
具体例に於ては電源62は小型であり、補聴器或は腕時
計で一般に使用される形式のイボルトバテリーであるが
、太陽電池の如きその他電源を使用し得る。電源62か
らの電力は、作動用スイッチ64を通して制御手段54
の他の部品に適用される。現在好ましい具体例では作動
用スイッチ64は小型の押しボタン形式のスイッチを荷
し、該スイッチはハウジング12の制御手段54付近に
位置付けされる。しかしながら、当業者には作動用スイ
ッチ64がスライドスイッチの如き任意のその他好適な
形式のスイッチを含み得、ハウジング12内部の任意の
その他好適な位置に位置付けされ得ることを認識されよ
う。作動用スイッチ64は、エアゾール容器14の不正
作動を防止する安全装置として作用しそれにより流体或
は薬物の所望されざる損失を防止することを目的とする
ものである。
The control means 54 also includes a power source 62. In the presently preferred embodiment, the power source 62 is small and is an electric battery of the type commonly used in hearing aids or watches, although other power sources such as solar cells may be used. Power from the power supply 62 is supplied to the control means 54 through an actuation switch 64.
Applies to other parts of. In the presently preferred embodiment, actuation switch 64 carries a small push-button type switch located near control means 54 in housing 12. However, those skilled in the art will recognize that activation switch 64 may include any other suitable type of switch, such as a slide switch, and may be located at any other suitable location within housing 12. The activation switch 64 is intended to act as a safety device to prevent unauthorized activation of the aerosol container 14, thereby preventing undesired loss of fluid or drug.

第4図は第3図に示される概略的な機能的ブロックダイ
ヤグラムを実施するために現在好ましい電気回路図であ
る。第4図の電気回路は主に個別の部品から成立ってい
る。当業者には、同一機能を実行するためにその他形式
の個別の部品を別態様に於て使用し得ることを認識され
よう。また当業者には、同一の機能は斯界に周知の様式
のカスタム或は半カスタム一体回路或はチップの如きそ
の他形式の電子回路を使用することによっても別様に達
成し得ることを認識されたい。
FIG. 4 is a presently preferred electrical circuit diagram for implementing the schematic functional block diagram shown in FIG. The electrical circuit shown in FIG. 4 is mainly composed of individual components. Those skilled in the art will recognize that other types of discrete components may alternatively be used to perform the same function. Those skilled in the art will also recognize that the same functionality may be otherwise accomplished using other forms of electronic circuitry, such as custom or semi-custom integrated circuits or chips, in a manner well known in the art. .

第4図を参照するに、バイパスフィルタ56はレジスタ
R2及びキャパシタC1から成立つ標ill!RCフィ
ルタを使用して実施され、その値はパス及び或は除外す
べきことが所望される周波数によって決定される。レジ
スタR1は安定用レジスタとして作用する。
Referring to FIG. 4, bypass filter 56 is comprised of resistor R2 and capacitor C1. It is implemented using an RC filter, the value of which is determined by the path and/or the frequencies that are desired to be excluded. Register R1 acts as a stabilization resistor.

比較器58の機能はオペレーショナルアンプOA1によ
って実施される。該オペレーショナルアンプOAIはレ
ジスタR2及びキャパシタC1からの出力をその正の入
力端子から受ける。オペレーショナルアンプOAIの負
の入力端子は、所定の参照値或はしきい電圧を確立する
ための、レジスタR3及びR4によって形成されるボル
テージデバイダに結合される。レジスタR3及びR4の
ための値は、使用者の排気中に圧電フィルムセンサ36
によって発生された電気信号の最大振幅よりも大きい参
照値或はしきい電圧を提供するために選択される。負の
入力端子(第5図でAで示す)における参照値或はしき
い電圧を超大る吸気信号が正の入力端子に於て受信され
ると、オペレーショナルアンプOAIは、第5図の調時
ダイヤグラムに示される小さい正電圧パルスの形態の出
カドリガー信号を発生する。
The function of comparator 58 is performed by operational amplifier OA1. The operational amplifier OAI receives the output from resistor R2 and capacitor C1 from its positive input terminal. The negative input terminal of operational amplifier OAI is coupled to a voltage divider formed by resistors R3 and R4 for establishing a predetermined reference value or threshold voltage. The values for resistors R3 and R4 are determined by the piezoelectric film sensor 36 during user evacuation.
is selected to provide a reference value or threshold voltage that is greater than the maximum amplitude of the electrical signal generated by. When an inspiratory signal greater than the reference value or threshold voltage at the negative input terminal (denoted A in FIG. 5) is received at the positive input terminal, the operational amplifier OAI performs the timing control of FIG. Generates an output trigger signal in the form of a small positive voltage pulse shown in the diagram.

オペレーショナルアンプOA+からの出力トリガ信号は
第1タイマT1の入力端子に適用される。
The output trigger signal from the operational amplifier OA+ is applied to the input terminal of the first timer T1.

現在好ましい具体例に於ては第1タイマT1は”453
8゛°タイマ或はワンショットである。別様には、”5
55°゛タイマを使用し得る。これら2つの装置は斯界
に周知であり、市販入手し得るものである。別様にはそ
の他タイマ或は関連部品或は回路を使用し得る。タイマ
T1は投与調整器60の機能を果たし、第S図の調時ダ
イヤグラムに於てCで示されるような作動用信号を発生
する。作動用信号の長さはR5C2フィルタによって形
成されるRC回路の時定数により確立される。先に説明
した如(、タイマT1の時定数は、特定の薬物及び或は
流体の特徴(即ち強さ)及び或は使用者の特徴によって
、ハウジング12内に放出する流体或は薬物の量或は投
与量を変化させるために変更され得る。
In the presently preferred embodiment, the first timer T1 is "453".
It is an 8° timer or one shot. In another way, “5
A 55° timer may be used. These two devices are well known in the art and are commercially available. Other timers or related components or circuits may alternatively be used. Timer T1 functions as a dosing regulator 60 and generates an activation signal as indicated by C in the timing diagram of FIG. The length of the actuation signal is established by the time constant of the RC circuit formed by the R5C2 filter. As previously discussed, the time constant of timer T1 may vary depending on the amount of fluid or drug released into housing 12, depending on the characteristics (i.e., strength) of the particular drug and/or fluid and/or characteristics of the user. may be modified to vary the dosage.

タイマTIからの作動用信号は、電界効果トランジスタ
(FET ) Q、その地形式のスイッチングトランジ
スタ或は装置のゲート端子に適用される。作動用信号が
適用されると、電界効果トランジスタQ1は導電性とな
りそれにより、アクチュエータ或は弁20を通して電流
を、前記弁20を作動用信号の時間開放させるべく流動
可能ならしめ、それによって所定量の流体或は薬物をハ
ウジング12内に放出させる。レジスタR5及びキャパ
シタC2調時回路を中断するとタイマT1からの作動用
信号が停止し、電界効果トランジスタQ、が再度非導電
性となり、弁20への電流流れが停止し、弁20が閉じ
それによってハウジング12内への流体或は薬物の放出
が停止される。
The activating signal from timer TI is applied to the gate terminal of a field effect transistor (FET) Q, a switching transistor or device of the ground type. When an actuation signal is applied, field effect transistor Q1 becomes conductive, thereby allowing current to flow through the actuator or valve 20 to cause said valve 20 to open for the time of the actuation signal, thereby causing a predetermined amount. of the fluid or drug is released into the housing 12. Interrupting the timing circuit with resistor R5 and capacitor C2 stops the actuating signal from timer T1, causing field effect transistor Q to become non-conductive again, stopping current flow to valve 20, and causing valve 20 to close. Release of fluid or drug into housing 12 is stopped.

好ましくは“4538”タイマであり、別様にはその他
タイマ或は類似回路である第2のタイマT2は、やはり
オペレーショナルアンプOAIからの出カドリガー信号
を受けそして、第5図の調時ダイヤグラムにDとして示
される正の出力信号を発生する。第2のタイマT2の出
力信号は、第2の電界効果トランジスタFET Q2そ
の他スイッチングトランジスタ或は装置のゲートに適用
される。該第2の電界効果トランジスタQ2その他スイ
ッチングトランジスタ或は装置のゲートは結局、R2C
lフィルタへの入力及びアース間に結合される。第2の
タイマT2からの信号を受信し、第2の電界効果トラン
ジスタ q2が導電性となると、圧電フィルムセンサ3
6からのそれ以上の信号は前記第2の電界効果トランジ
スタ02を通して接地され、従ってオペレーショナルア
ンプOA+へと適用される。
A second timer T2, preferably a "4538" timer, but alternatively any other timer or similar circuit, also receives the output trigger signal from the operational amplifier OAI and is shown in the timing diagram of FIG. generates a positive output signal shown as . The output signal of the second timer T2 is applied to the gate of a second field effect transistor FET Q2 or other switching transistor or device. The gate of the second field effect transistor Q2 and other switching transistors or devices eventually becomes R2C
1 is coupled between the input to the filter and ground. When the signal from the second timer T2 is received and the second field effect transistor q2 becomes conductive, the piezoelectric film sensor 3
Further signals from 6 are connected to ground through said second field effect transistor 02 and thus applied to operational amplifier OA+.

このようにして、オペレーショナルアンプOAI及び第
1のタイマT1による第2の作動用信号は、第5図に於
てラインDで示される信号長さに相当する第2の所定時
間その発生が防止される。第2の所定時間が第1の所定
時間(第5図にCで示される)よりも長いことから、長
い吸気或は一連の短い吸気によるエアゾール容器14の
引き続いての誤動作が防止される。
In this way, the second actuation signal from the operational amplifier OAI and the first timer T1 is prevented from occurring for a second predetermined period of time corresponding to the signal length indicated by line D in FIG. Ru. Since the second predetermined time period is longer than the first predetermined time period (indicated by C in FIG. 5), subsequent malfunctions of the aerosol container 14 due to a long inhalation or a series of short inhalations are prevented.

電源62及び作動用スイッチ64の機能は第4図でバッ
テリーVB、スイッチSWI及び電圧調整器VRIによ
って例示される。これら部品の全ては斯界に周知の形式
のものである。
The functions of power supply 62 and activation switch 64 are illustrated in FIG. 4 by battery VB, switch SWI, and voltage regulator VRI. All of these components are of a type well known in the art.

吸気装置〕Oを使用するためには使用者は先ず、ハウジ
ング12内への所望の流体或は薬物を収納するエアゾー
ル容器14を第1図に示される位置へと組み付ける。次
いでマウスピース24が使用者の口内部に位置付けられ
そして作動用スイッチ64が押し下げられる。先に議論
されたように、作動用スイッチ64を押し下げることに
よって回路に電源が提供され、次いで制御手段54が使
用可能とされる。次いで使用者が吸気を行なうことによ
り空気がエアゾール容器14の周囲そして通路28を矢
印34の方向に貫いてをハウジング12内に引込まれる
。通路28を貫いて空気が流動することにより先に説明
されたように圧電フィルムセンサ36が振動せしめられ
、それにより空気流れ電気信号50が発生される。もし
この空気流れ電気信号50が参照値或はしきい信号(吸
気を示す)を上回ると、第1の所定長さの作動用信号C
が発生される。この作動用信号Cは、シェイブメタル製
の弁20を通して電流を適用するために使用される。作
動用信号のこうした適用により、前記シェイブメタル製
の弁20は第1の所定時間開放せしめられ、これがエア
ゾール容器14をして所定量の流体或は薬物をハウジン
グ12内のマウスピース開口26付近に放出せしめる。
To use the inhalation device O, the user first assembles the aerosol container 14 containing the desired fluid or drug into the housing 12 into the position shown in FIG. Mouthpiece 24 is then positioned within the user's mouth and activation switch 64 is depressed. As previously discussed, power is provided to the circuit by depressing the activation switch 64 and the control means 54 is then enabled. Air is then drawn around aerosol container 14 and through passageway 28 in the direction of arrow 34 and into housing 12 by the user inhaling. The flow of air through passageway 28 causes piezoelectric film sensor 36 to vibrate as previously described, thereby generating airflow electrical signal 50. If the airflow electrical signal 50 exceeds a reference value or threshold signal (indicating inspiration), a first predetermined length activation signal C is activated.
is generated. This actuation signal C is used to apply electrical current through the shaved metal valve 20. Such application of an actuation signal causes the shaved metal valve 20 to open for a first predetermined period of time, which causes the aerosol container 14 to dispense a predetermined amount of fluid or medicament into the housing 12 near the mouthpiece opening 26. Let it be released.

使用者による吸気が通路28及びエアゾール容器14の
周囲の両方から追加的な空気をハウジングに引き寄せ、
該追加的な空気が、前記放出された流体或は薬物を使用
者の口そして引き続き使用者の肺内部に運ぶ。
Inhalation by the user draws additional air into the housing from both the passageway 28 and the surroundings of the aerosol container 14;
The additional air carries the released fluid or drug into the user's mouth and subsequently into the user's lungs.

第1の所定時間Cが経過し、適正量の流体或は薬物がh
夕出されそしてそれが使用者によって吸気されると、第
2のタイマーT2が、使用者が続けて吸気してもエアゾ
ール容器14をそれ以上作動させない。使用者が流体或
は薬物を受は取ると、作動用スイッチ64が制御手段5
4から電力を除去し及び或は停止させるために釈放され
、それによりエアゾール容器14のそれ以上の動作が防
止される。
A first predetermined period of time C has elapsed and the appropriate amount of fluid or drug has been
Once the aerosol container 14 is inhaled and inhaled by the user, a second timer T2 prevents further activation of the aerosol container 14 even with continued inhalation by the user. When the user receives or takes fluid or medication, the activation switch 64 activates the control means 5.
4 to remove and/or stop power from the aerosol container 14, thereby preventing further movement of the aerosol container 14.

第6図を参照するに、本発明に従う呼吸用チューブ装置
110が示されている。呼吸用チューブ装置110は一
般に可撓性の管状部材112を具備し、該管状部材11
2は斯界に周知の態様で使用者の口或は鼻に挿入される
ようになっている自由端或は非結合端114を有してい
る。管状部材112の他端は、やはり一般に斯界に周知
の形式の、一般に筒状のコネクタ部材116に固着され
る。該コネクタ部材116は一般に筒状のハウジング1
18の一端に取外し自在に固定される。ハウジング11
8は、一般に環状の一対のフランジ部材120a及び1
20bによって相互に結合された2つの係合されたサブ
ハウジング118a2及び118bから形成される。仮
想線122で示される第2のコネクタ部材を、可撓性の
第2の管状部材124を介し、仮想線】26によって示
される人工呼吸器への連通を提供するために使用し得る
。別様にはハウジング118の他端或は遠端121を、
第6図に実線で示されるように非装着状態とし得る。
Referring to FIG. 6, a breathing tube device 110 according to the present invention is shown. Breathing tube device 110 generally includes a flexible tubular member 112 , which includes tubular member 11 .
2 has a free or unattached end 114 adapted to be inserted into a user's mouth or nose in a manner well known in the art. The other end of tubular member 112 is secured to a generally cylindrical connector member 116, also of a type generally known in the art. The connector member 116 is generally a cylindrical housing 1.
It is removably fixed to one end of 18. Housing 11
8 is a pair of generally annular flange members 120a and 1
It is formed from two engaged subhousings 118a2 and 118b interconnected by 20b. A second connector member, shown in phantom line 122, may be used to provide communication through a flexible second tubular member 124 to a ventilator, shown in phantom line 26. Alternatively, the other end or distal end 121 of the housing 118 may be
It can be in a non-attached state as shown by the solid line in FIG.

一般に筒状の、実質的に通路28と同一の通路(第6図
には図示せず)が、ハウジング118全体を貫いて第2
図に示される様式と実質的に同一様式で伸延される。該
通路はハウジング118の遠端】21に接近した第1の
開口と、コネクタ部材116に接近した第2の開口とを
具備する。ハウジング118は第1の人工呼吸器及び第
2の人工呼吸器(図示せず)、そして、仮想線119で
示される圧電フィルムセンサをも具備する。該圧電フィ
ルムセンサ119は第2図に示される対応する部品と実
質的に同一様式でハウジング118の通路内に固着され
る。好適な電線或はリード128が、ハウジング118
内部で圧電フィルムセンサ119から弁別器130形態
の電気回路へと伸延される。現在好ましい具体例に於て
は可撓性の管状部材112は、コネクタ部材116及び
ハウジング118と同様に好ましくは斯界に周知の形式
の且つ一般にそうした部品を形成するために使用される
プラスチック材料から形成される。しかしながら、これ
らの部品は、今後明らかとされるような意図される目的
のために好適なその他材料から形成し得るものである。
A generally cylindrical passageway substantially identical to passageway 28 (not shown in FIG. 6) extends through the entire housing 118 to a second passageway.
Distracted in substantially the same manner as shown in the figures. The passageway has a first opening adjacent the distal end 21 of the housing 118 and a second opening adjacent the connector member 116. Housing 118 also includes a first ventilator, a second ventilator (not shown), and a piezoelectric film sensor shown in phantom 119. The piezoelectric film sensor 119 is secured within the passageway of the housing 118 in substantially the same manner as the corresponding component shown in FIG. A suitable electrical wire or lead 128 is connected to the housing 118.
Internally, an electrical circuit in the form of a discriminator 130 extends from the piezoelectric film sensor 119. In the presently preferred embodiment, flexible tubular member 112, like connector member 116 and housing 118, is preferably formed from plastic materials of a type well known in the art and commonly used to form such components. be done. However, these parts may be formed from other materials suitable for the intended purpose as will become apparent.

呼吸用チューブ装置110のための1つの特定的な使用
目的は使用者の肺内外への空気流れの検出である。こう
した使用に於ては可撓性の管状部材’ l 12は使用
者の口或は鼻内部に組込まれる。
One particular use for breathing tube device 110 is to detect airflow into and out of a user's lungs. In such use, the flexible tubular member 12 is installed within the user's mouth or nose.

別様にはハウジング118を、好適なコネクタ部材を使
用して気管チューブ(図示せず)の遠端に結合し得る。
Alternatively, housing 118 may be coupled to the distal end of a tracheal tube (not shown) using a suitable connector member.

ハウジング118の、コネクタ部材116から離間した
遠端121は一般に大気に開放され、従って第2図の開
口30と実質的に同の、通路に対する第1の開口を形成
する。同様に、通路内部の第2の開口がコネクタ部材1
16と連通しそして、可撓性の管状部材112を介して
使用者の人工呼吸器と連通される。こうして、使用者に
よる吸気が空気をして第1の開口を通して通路に流入せ
しめそして第2の開口を通して通路から排出せしめる。
A distal end 121 of housing 118 spaced from connector member 116 is generally open to the atmosphere, thus forming a first opening to the passageway substantially similar to opening 30 of FIG. Similarly, a second opening within the passageway is connected to the connector member 1.
16 and, via a flexible tubular member 112, to the user's ventilator. Inhalation by the user thus causes air to flow into the passageway through the first opening and exit the passageway through the second opening.

同様に、使用者の排気が空気をして第2の開口を通して
通路に流入せしめそして第1の開口を通して通路から排
出せしめる。
Similarly, the user's exhaust air causes air to enter the passageway through the second opening and exit the passageway through the first opening.

第2図に関して先に詳しく説明されたように、2つの人
工呼吸器(第6図には図示せず)が、ハウジング118
を貫く空気流れを圧電フィルムセンサ119に射突させ
るべく方向付けるための流れ配向手段を形成する。第2
図に関連して説明された圧電フィルムセンサにおけるよ
うに、圧電フィルムセンサ119は使用者の吸気に際し
て第1の電気信号を発生しそして使用者の排気に応じて
第2の電気信号を発生する。この形式の電気信号例は第
5図に参照番号50及び52によって夫々示される。
As previously described in detail with respect to FIG. 2, two ventilators (not shown in FIG. 6) are located at housing 118.
A flow directing means is provided for directing the air flow therethrough to impinge on the piezoelectric film sensor 119. Second
As in the piezoelectric film sensor described in connection with the figures, piezoelectric film sensor 119 generates a first electrical signal upon the user's inspiration and a second electrical signal in response to the user's exhaust. Examples of this type of electrical signal are shown in FIG. 5 by reference numerals 50 and 52, respectively.

圧電フィルムセンザ119からの電気信号はり一ド12
8に沿って弁別器130によって受信される。弁別器1
30は使用者の吸気及び排気を識別するための2つの電
気信号間を弁別或は差別化する。第7図には弁別器ユ3
0の機能的な概略ブロックダイヤグラムが示される。弁
別器130は圧電フィルムセンサ119が受信したノイ
ズその他所型されざる信号を炉別するために使用される
フィルタ132を具備する。を濾過された圧電フィルム
センサからの信号は次いで比較器134に適用され、該
比較器134はそれら信号を1つ以上の固定参照値と比
較する。比較器134は吸気によって生じた空気流れ或
は排気によって生じた空気流れの存在を示すべく出力信
号を発生する。弁別器130は、第4図に示され且つ先
に詳細を説明した如き制御手段54と類似の回路を使用
して当業者によって実施され得る。別様には、弁別器は
その他部品及び或は一体回路を使用して実施され得る。
Electric signal beam from piezoelectric film sensor 119
8 along with the discriminator 130. Discriminator 1
30 discriminates or differentiates between the two electrical signals to identify the user's intake and exhaust air. Figure 7 shows the discriminator unit 3.
A functional schematic block diagram of 0 is shown. Discriminator 130 includes a filter 132 that is used to filter out noise and other unspecified signals received by piezoelectric film sensor 119. The filtered signals from the piezoelectric film sensor are then applied to a comparator 134, which compares the signals to one or more fixed reference values. Comparator 134 produces an output signal to indicate the presence of airflow caused by inhalation or airflow caused by exhaustion. Discriminator 130 may be implemented by one skilled in the art using circuitry similar to control means 54 as shown in FIG. 4 and described in detail above. Alternatively, the discriminator may be implemented using other components and/or integrated circuits.

比較器134からの出力信号は、使用者の呼吸の種々の
様相を監視するために使用され得る。例えば、前記出力
信号はカウンタその他そうした累積用装置(図示せず)
に送られ、それら装置によって使用者の人工呼吸速度が
カウント或は計算され得る。人工呼吸速度は次いで、使
用者の呼吸状態を分析するために医者、看護婦、医療補
助員等によって迅速に使用されるために、既知の表示装
置を使用して視覚的に表示され得る。別様には、人工呼
吸速度は、長時間に渡り使用者の人工呼吸速度を引き続
き観察及び分析するために、チャートその他好適な配憶
メディアに継続的に記録され得る。人工呼吸速度はまた
、それが予備設定された1つ以上の限界値のどれかを上
回った場合に可聴的その他のアラームを発生させるため
に、前記1つ以上の予備設定限界地と電気的に比較され
得る。
The output signal from comparator 134 may be used to monitor various aspects of the user's breathing. For example, the output signal may include a counter or other such accumulating device (not shown).
, and the user's ventilation rate can be counted or calculated by these devices. The ventilation rate may then be visually displayed using known display devices for immediate use by doctors, nurses, medical assistants, etc. to analyze the user's breathing status. Alternatively, the ventilation rate may be continuously recorded on a chart or other suitable storage media for continued observation and analysis of the user's ventilation rate over time. The ventilation rate is also electrically connected to the one or more preset limits to generate an audible or other alarm if it exceeds any of the one or more preset limits. can be compared.

比較器134からの出力信号はまた、使用者の呼吸の深
さ或は使用者の肺を出入りする空気流れの大きさを判断
するために使用され得る。圧電フィルムセンサ119に
よって発生される電気信号の振幅が、通路を貫いて流動
する空気の容積流量と比例することを認識されたい。同
様に、発生された電気信号の長さは使用者の吸気或はす
[負時間と比例する。比較器134からの出力信号の振
幅及び長さは、同様に空気容積流れ及び時間に対応する
。容積流量及び吸気或は排気信号の長さに関連しての通
路並びに該通路を介しての種々の開口の寸法或は断面積
を知ることによって、斯界に周知の計算技術を使用して
使用者の呼吸の深さを判断し得る。更には、特定の呼吸
用チューブ装置110の、好適なキャリブレーションの
後に使用者の呼吸の深さを自動的に計算するために好適
な回路(図示せず)を開発し得る。
The output signal from comparator 134 may also be used to determine the depth of a user's breathing or the magnitude of airflow into and out of the user's lungs. It should be appreciated that the amplitude of the electrical signal generated by piezoelectric film sensor 119 is proportional to the volumetric flow rate of air flowing through the passageway. Similarly, the length of the electrical signal generated is proportional to the user's inspiration time. The amplitude and length of the output signal from comparator 134 similarly corresponds to air volume flow and time. By knowing the dimensions or cross-sectional areas of the passageway and the various openings through the passageway in relation to the volumetric flow rate and the length of the intake or exhaust signal, the user can calculate the can determine the depth of breathing. Additionally, suitable circuitry (not shown) may be developed to automatically calculate the depth of a user's breaths after suitable calibration of a particular breathing tube device 110.

本発明のための他の使用目的は、通路を貫く空気流れの
存在を検出することである。ここでは使用者が呼吸をし
ているか否かを検出するために、呼吸用チューブ110
その他そうした装置を使用し得る。比較器134からの
出力信号が所定時間に於て存在しない場合は、使用者の
呼吸を補助するために要求に応じて人工呼吸器126を
作動させ得る。
Another use for the invention is to detect the presence of air flow through a passageway. Here, a breathing tube 110 is used to detect whether or not the user is breathing.
Other such devices may be used. If the output signal from comparator 134 is absent for a predetermined period of time, ventilator 126 may be activated on demand to assist the user in breathing.

以上の説明から、本発明が通路を貫いての空気流れの存
在及び或は方向を判断するための装置を含むことを理解
されよう。以上本発明を具体例を参照して説明したが、
本発明の内で多(の変更を成し得ることを理解されたい
From the above description, it will be appreciated that the present invention includes an apparatus for determining the presence and/or direction of airflow through a passageway. Although the present invention has been described above with reference to specific examples,
It is to be understood that many modifications may be made within the invention.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に従う吸気装置の、部分破除した側面図
である。 第2図は第1図の園内の拡大図である。 第3図は第1図の装置の運転を例示する概略ブロックダ
イヤグラムである。 第4図は第3図の概略ブロックダイヤグラムの好ましい
実施態様を例示するサーキットダイヤグラムである。 第5図は第4図のサーキットダイヤグラムの運転に関連
して発生された信号を表す調時ダイヤグラムである。 第6図は本発明の別態様を例示する呼吸用チューブの側
面図である。 第7図は第6図に示される装置に使用される概略ブロッ
クダイヤグラムである。 尚、図中主な部分の名称は以下の通りである。 10 自動吸気装置 12:ハウジング 14:エアゾール容器 18z導管 20:弁 22:放出開口 24:マウスピース 26:マウスピース開口 28:通路 30:第1端部 32:第2端部 36:圧電フィルムセンサ 40:第1空気流れ制限体 42:第2空気流れ制限体 44、第1の開口 46:第2の開口 48:開口 54:制御手段 56・フィルタ 58:比較器 投与調整器 62、電源 64:作動用スイッチ
FIG. 1 is a partially cut away side view of an intake device according to the invention. Figure 2 is an enlarged view of the park shown in Figure 1. FIG. 3 is a schematic block diagram illustrating the operation of the apparatus of FIG. FIG. 4 is a circuit diagram illustrating a preferred embodiment of the schematic block diagram of FIG. FIG. 5 is a timing diagram representing signals generated in connection with operation of the circuit diagram of FIG. FIG. 6 is a side view of a breathing tube illustrating another embodiment of the invention. FIG. 7 is a schematic block diagram used in the apparatus shown in FIG. The names of the main parts in the figure are as follows. 10 automatic inhalation device 12: housing 14: aerosol container 18z conduit 20: valve 22: discharge opening 24: mouthpiece 26: mouthpiece opening 28: passage 30: first end 32: second end 36: piezoelectric film sensor 40 : first air flow restrictor 42 : second air flow restrictor 44 , first aperture 46 : second aperture 48 : aperture 54 : control means 56/filter 58 : comparator dosing regulator 62 , power supply 64 : actuation switch for

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、空気を流通させるための第1の開口及び第2の開口
を具備する通路を貫いての空気流れの存在を検出するた
めの装置であって、 前記通路内部に位置付けられた圧電フィルムセンサと、 前記通路を貫く空気流れを、前記圧電フィルムセンサに
射突させ、該圧電フィルムセンサに前記射突に応じた電
気信号を発生させるために前記圧電フィルムセンサに差
し向けるための空気流れ配向手段と を含む前記装置。 2、空気を流通させるための第1の開口及び第2の開口
を具備する通路を貫いての空気の、該空気が前記第1の
開口内に流入しそして前記第2の開口から出る第1の方
向か或は前記空気が第2の開口内に流入しそして第1の
開口から出る第2の方向かの空気流れを検出するための
装置であって、 前記通路内部に位置付けられた圧電フィルムセンサと、 前記通路を貫く空気流れを前記圧電フィルムセンサに射
突させ、前記空気が前記第1の方向に於て前記通路を流
動する場合には、前記圧電フィルムセンサに前記射突に
応じて第1の電気信号を発生させ、そして前記空気が前
記第2の方向に於て前記通路を流動する場合には前記圧
電フィルムセンサに前記射突に応じて第2の電気信号を
発生させるために、前記通路を貫く空気流れを前記圧電
フィルムセンサに差し向けるための空気流れ配向手段と
、 前記第1の電気信号及び第2の電気信号を受信しそして
それら2つの電気信号を、前記通路を貫く空気流れの方
向を識別するべく弁別するために前記圧電フィルムセン
サに電気的に結合されている弁別手段と を具備している前記装置。 3、空気流れ配向手段は、第1の方向に於て通路を貫く
空気流れをして第1の力で圧電フィルムセンサに射突せ
しめ、また前記通路を第2の方向に於て貫く空気流れを
して前記第1の力と等しい第2の力で前記圧電フィルム
センサに射突せしめるようになっている特許請求の範囲
第2項記載の装置。 4、第1の電気信号の振幅は第2の電気信号のそれより
も大きく、弁別手段は2つの電気信号の振幅を所定の参
照値と比較することによって前記2つの電気信号を弁別
する特許請求の範囲第2項記載の装置。 5、空気流れ配向手段は、通路内で第1の開口に対面し
た第1の制限体及び通路内で第2の開口に対面する第2
の制限体を有し、圧電フィルムセンサは前記第1の制限
体及び第2の制限体間に位置付けされる特許請求の範囲
第2項記載の装置。 6、第1の制限体は第1の所定領域の開口を形成し、第
2の制限体は第2の所定領域の開口を形成し、前記第1
の所定領域は前記第2の所定領域よりも大きい特許請求
の範囲第2項記載の装置。 7、使用者の肺を出入りする空気流れの方向を検出する
ための装置であって、 第1の開口及び第2の開口を有する通路にして、前記第
2の開口が使用者の人工呼吸システムと連通しそれによ
り使用者による吸入が前記第1の開口を貫いて前記通路
内部へと空気を流入せしめ且つ前記第2の開口を貫いて
前記通路から空気を流出せしめ、使用者による排気が前
記第2の開口を貫いて前記通路内に空気を流入せしめ且
つ前記第1の開口を貫いて前記通路から空気を流出せし
める前記通路と、 該通路内部の圧電センサと、 通路内部の空気流れ配向手段にして、前記通路を貫いて
前記空気流れを前記圧電センサに射突させ、該圧電セン
サに、使用者が吸入するに際して第1の電気信号を発生
させそして使用者が排気するに際しては第2の電気信号
を発生させるようになっている前記空気流れ配向手段と
、 前記第1の電気信号及び第2の電気信号を受信しそして
それら2つの電気信号を、前記通路を貫く空気流れの方
向を識別するべく弁別するために前記圧電フィルムセン
サに電気的に結合されている弁別手段と を具備している前記装置。 8、空気流れ検出手段は、使用者による吸入に際して、
通路を貫く空気流れをして圧電センサに第1の力で射突
せしめ、そして使用者の排気に際して前記通路を貫く空
気流れをして前記第1の力と等しい第2の力で前記圧電
センサに射突せしめるようになつている特許請求の範囲
第7項記載の装置。 9、第1の電気信号の振幅は第2の電気信号のそれより
も大きく、弁別手段は2つの電気信号の振幅を所定の参
照値と比較することによって前記2つの電気信号を弁別
する特許請求の範囲第7項記載の装置。 10、空気流れ配向手段は、通路内で第1の開口に対面
した第1の制限体及び通路内で第2の開口に対面する第
2の制限体を有し、圧電フィルムセンサは前記第1の制
限体及び第2の制限体間に位置付けされる特許請求の範
囲第7項記載の装置。 11、第1の制限体は第1の所定領域の開口を形成し、
第2の制限体は第2の所定領域の開口を形成し、前記第
1の所定領域は前記第2の所定領域よりも大きい特許請
求の範囲第7項記載の装置。 12、使用者の肺への空気流れの大きさを検出するため
の装置であって、 第1の開口及び第2の開口及び所定断面積を有する通路
にして、前記第2の開口が使用者の人工呼吸システムと
連通されそれにより、使用者による吸入が空気をして前
記第1の通路を貫いて前記通路に流入せしめ、そして前
記第2の開口を貫いて前記通路から流出せしめるように
なっている前記通路と、 前記通路内部の圧電センサと、 前記通路内部の空気流れ配向手段にして、前記通路を貫
いて吸入空気の流れを前記圧電センサに射突させ、前記
圧電センサに、前記通路を貫く空気流れの容積流量に相
当する振幅を有し且つ前記空気吸入の長さに相当する時
間を有する電気信号を発生させるための前記空気流れ配
向手段と、前記電気信号を受けそれによりディジタル出
力信号を発生するために前記圧電センサに結合された弁
別手段にして、前記ディジタル出力信号が、前記通路を
貫く空気の容積流量と比例するパルス高さを有し且つ使
用者による吸入時間に相当するパルス幅を有するパルス
を含み、該パルスが使用者の肺に流入する空気の大きさ
を判断するために前記通路の断面積と共に使用される前
記弁別手段と によって構成される前記装置。 13、空気を流通させるための第1の開口及び第2の開
口を具備する通路を貫いての空気の、該空気が前記第1
の開口内に流入しそして前記第2の開口から出る第1の
方向か或は前記空気が第2の開口内に流入しそして第1
の開口から出る第2の方向かの空気流れを検出するため
の方法であって、 前記通路内部に圧電センサを設ける段階と、前記通路を
貫く空気流れを前記圧電センサに射突させるべく差し向
けるための流れ配向手段を設ける段階と、 空気流れが第1の方向で通路を貫く場合に第1の電気信
号を発生させそして空気流れが通路を第2の方向で前記
通路を貫く場合に第2の電気信号を発生させる段階と、 通路を貫く空気の方向を識別するために2つの電気信号
間を弁別する段階と を包含する前記方法。 14、空気が通路を第1の方向に於て貫く場合に第1の
力で前記空気を圧電センサに射突させ、そして前記空気
が通路を第2の方向で貫く場合には前記空気を第2の力
で前記圧電センサに射突させる段階を含んでいる特許請
求の範囲第13項記載の方法。 15、空気流れは使用者の呼吸によって発生せしめられ
る特許請求の範囲第13項記載の方法。
[Claims] 1. An apparatus for detecting the presence of air flow through a passageway comprising a first opening and a second opening for air circulation, the apparatus comprising: a device for detecting the presence of airflow through a passageway, the apparatus comprising: a piezoelectric film sensor for directing an air flow passing through the passageway to impinge on the piezoelectric film sensor and cause the piezoelectric film sensor to generate an electrical signal responsive to the impingement; and air flow directing means. 2. a first passage of air through a passageway comprising a first opening and a second opening for communicating air, the air entering into said first opening and exiting from said second opening; or a second direction in which the air enters a second aperture and exits the first aperture, the piezoelectric film being positioned within the passageway; a sensor; causing an air flow passing through the passageway to impinge on the piezoelectric film sensor, and when the air flows through the passageway in the first direction, causing the piezoelectric film sensor to impinge upon the piezoelectric film sensor in response to the impingement; generating a first electrical signal and causing the piezoelectric film sensor to generate a second electrical signal in response to the impingement when the air flows through the passageway in the second direction; , air flow directing means for directing air flow through the passageway to the piezoelectric film sensor; and receiving the first electrical signal and the second electrical signal and directing the two electrical signals through the passageway. and discriminating means electrically coupled to the piezoelectric film sensor for discriminating to identify the direction of air flow. 3. Air flow directing means directing the air flow through the passageway in a first direction to impinge on the piezoelectric film sensor with a first force, and directing the air flow through the passageway in a second direction. 3. The apparatus according to claim 2, wherein the piezoelectric film sensor is caused to strike the piezoelectric film sensor with a second force equal to the first force. 4. The amplitude of the first electrical signal is greater than that of the second electrical signal, and the discriminating means discriminates the two electrical signals by comparing the amplitudes of the two electrical signals with a predetermined reference value. The device according to item 2 of the scope of the invention. 5. The air flow directing means includes a first restrictor facing the first opening within the passageway and a second restrictor facing the second opening within the passageway.
3. The device of claim 2, further comprising a limiting body, wherein the piezoelectric film sensor is positioned between the first limiting body and the second limiting body. 6. The first limiter forms an opening in a first predetermined area, the second limiter forms an opening in a second predetermined area, and the first limiter forms an opening in a second predetermined area;
3. The apparatus of claim 2, wherein the predetermined area is larger than the second predetermined area. 7. A device for detecting the direction of air flow into and out of a user's lungs, the passageway having a first opening and a second opening, the second opening being connected to the user's artificial respiration system. such that inhalation by a user causes air to flow into the passageway through the first opening and air to flow out of the passageway through the second opening, and exhaust air by the user causes air to flow into the passageway through the second opening. a passageway for allowing air to enter the passageway through a second opening and for air to exit the passageway through the first opening; a piezoelectric sensor within the passageway; and air flow directing means within the passageway. and causes the air flow to impinge on the piezoelectric sensor through the passageway, causing the piezoelectric sensor to generate a first electrical signal when the user inhales and a second electrical signal when the user exhales. the air flow directing means adapted to generate an electrical signal; and receiving the first electrical signal and the second electrical signal and using the two electrical signals to identify a direction of air flow through the passageway. and discriminating means electrically coupled to the piezoelectric film sensor for discriminating the piezoelectric film sensor. 8. The air flow detection means detects when the user inhales.
directing airflow through the passageway to impinge on the piezoelectric sensor with a first force; and upon exhaustion of a user, causing airflow through the passageway to impinge on the piezoelectric sensor with a second force equal to the first force; 8. The device according to claim 7, wherein the device is adapted to be caused to strike a target. 9. The amplitude of the first electrical signal is greater than that of the second electrical signal, and the discriminating means discriminates the two electrical signals by comparing the amplitudes of the two electrical signals with a predetermined reference value. The device according to item 7. 10. The air flow directing means has a first restriction body facing the first opening in the passageway and a second restriction body facing the second opening in the passageway, and the piezoelectric film sensor has a first restriction body facing the first opening in the passageway. 8. The device of claim 7, wherein the device is positioned between the limiting body and the second limiting body. 11. The first restriction body forms an opening in a first predetermined area;
8. The apparatus of claim 7, wherein the second restriction defines an opening in a second predetermined area, the first predetermined area being larger than the second predetermined area. 12. A device for detecting the magnitude of air flow to the lungs of a user, the passage having a first opening, a second opening, and a predetermined cross-sectional area, the second opening ventilator system, such that inhalation by a user causes air to flow through the first passageway into the passageway and through the second opening and out of the passageway. a piezoelectric sensor within the passageway; an air flow directing means within the passageway to direct a flow of intake air through the passageway and impinge on the piezoelectric sensor; said air flow directing means for generating an electrical signal having an amplitude corresponding to the volumetric flow rate of the air flow therethrough and having a time corresponding to the length of said air intake; and receiving said electrical signal and thereby generating a digital output. a discriminator means coupled to said piezoelectric sensor for generating a signal, said digital output signal having a pulse height proportional to the volumetric flow rate of air through said passageway and corresponding to the time of inhalation by the user; said discriminator means comprising a pulse having a pulse width, said pulse being used in conjunction with the cross-sectional area of said passageway to determine the amount of air entering the user's lungs. 13. Air passing through a passageway having a first opening and a second opening for air circulation, the air passing through the passageway having a first opening and a second opening for air circulation;
or the air flows into the second opening and exits from the second opening in the first direction;
A method for detecting airflow in a second direction exiting an opening in a passageway, the method comprising: providing a piezoelectric sensor within the passageway; and directing the airflow through the passageway to impinge on the piezoelectric sensor. providing a flow directing means for generating a first electrical signal when the airflow passes through the passageway in a first direction and a second electrical signal when the airflow passes through the passageway in a second direction; and discriminating between the two electrical signals to identify the direction of air passing through the passageway. 14. A first force causes the air to impinge on the piezoelectric sensor when the air passes through the passageway in a first direction, and causes the air to impinge on the piezoelectric sensor when the air passes through the passageway in a second direction. 14. The method of claim 13, including the step of impacting the piezoelectric sensor with a force of 2. 15. The method of claim 13, wherein the air flow is generated by the user's breathing.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102095271B1 (en) * 2019-10-01 2020-03-31 조성민 Pressure measuring system of mold cooling line

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