RU2808418C1 - Генератор аэрозоля для небулайзера - Google Patents

Abstract

Группа изобретений относится к области медицинской техники, а именно к генератору аэрозоля для ингаляционного устройства. Предложен генератор (21) аэрозоля, предназначенный для ингаляционного устройства, содержащий мембрану (25), приводимую в колебательное движение, опорный элемент (22), гибкий соединитель (40) и кольцевой пьезоэлектрический элемент (30), имеющий первую (33) и вторую (34) проводящие зоны на его первой (31) и второй (32) поверхностях. Вторая проводящая зона (34) проходит через по меньшей мере часть внутреннего края (36) или наружного края (37) пьезоэлектрического элемента (30) на первую поверхность (31) пьезоэлектрического элемента для формирования зоны (38) контакта, так что имеются два электрических контакта на первой поверхности (31). Гибкий соединитель (40) имеет поверхность (42), которая представляет собой электроизолятор с первой (47) и второй (48) проводящими зонами, которые соответствуют соответственно первой проводящей зоне (34) и зоне (38) контакта на пьезоэлектрическом элементе. Гибкий соединитель (40) имеет две "S"-образные ножки (43, 44) для осуществления электрического соединения с устройством управления, которое подает ток возбуждения на пьезоэлектрический элемент. Предложено также ингаляционное устройство, содержащее указанный генератор аэрозоля (21). Генератор аэрозоля по изобретению обеспечивает характеристики при использовании, сопоставимые с известным генератором аэрозоля, но имеет меньшее число компонентов и является более простым в изготовлении. Наличие "S"-образных ножек обеспечивает минимизацию демпфирования вибраций преобразователя, вызываемого гибким соединителем. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 12 ил., 1 пр.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к генератору аэрозоля для ингаляционного устройства, в частности небулайзера с вибрирующей сеткой.

Предпосылки создания изобретения

Аэрозоли для лекарственной ингаляционной терапии, как правило, содержат активный ингредиент, растворенный или суспендированный в жидкости (часто воде), поддающейся преобразованию в аэрозоль. Равномерное распределение аэрозольных капелек с размером капельки, составляющим приблизительно 5 мкм, требуется для обеспечения глубокого проникновения в легкие. Небулайзеры с вибрирующей сеткой представляют собой один тип устройства для получения таких аэрозолей. Данные устройства содержат вибратор, такой как пьезоэлектрический элемент, который возбуждается при ультразвуковых частотах для индуцирования вибраций, мембрану (иногда называемую сеткой), имеющую большое число микропор (то есть сквозных отверстий), которые, как правило, имеют диаметр от 1 мкм до 10 мкм, и резервуар, который обеспечивает подачу жидкой лекарственной формы к мембране. Такие небулайзеры, как правило, имеют пьезоэлектрический элемент (“пьезоэлемент”) в виде кольца с одним электрическим контактом (например, положительным) на его верхней поверхности и другим электрическим контактом (например, отрицательным) на его нижней поверхности.

Многие небулайзеры с вибрирующей сеткой имеют кольцевой пьезоэлектрический элемент с мембраной, расположенной над центральным отверстием. Или мембрана прикреплена непосредственно к пьезоэлектрическому элементу, или как сетка, так и пьезоэлектрический элемент прикреплены к опорной подложке, такой как плоское металлическое кольцо. Пьезоэлектрический элемент расширяется и сужается в радиальном направлении под действием поданного напряжения, что вызывает изгибание мембраны непосредственно или посредством подложки. Такие небулайзеры раскрыты, например, в US 2003/047620, US 9027548, WO 2012/046220 и WO 2015/193432. В US 2010/0044460 раскрыт небулайзер с вибрирующей сеткой, который работает по-другому. Пьезоэлектрический элемент прикреплен к фланцу, расположенному ближе к одному концу преобразователя, и мембрана прикреплена к другому концу. Пьезоэлектрический элемент вызывает продольные колебания преобразователя, который, в свою очередь, обеспечивает передачу вибраций мембране. Таким образом, мембрана вибрирует с продольной модой подобно «поршню» вместо изгибания под действием радиальных вибраций пьезоэлектрического элемента. В каждом типе небулайзера с вибрирующей сеткой напряжение подается на пьезоэлектрический элемент посредством двух электрических контактов, по одному с каждой стороны. Например, металлическая подложка может образовывать контакт, расположенный с одной стороны, и штырь может контактировать с проводящим слоем, нанесенным на другую сторону. Каждый контакт имеет соединительный провод или другой соединитель, такой как соединитель в виде гибкой полоски, для соединения с источником электропитания. Конструкция данного типа требует некоторого числа разных компонентов. В US 2019/329281 раскрыт небулайзер первого типа, в котором два электрических контакта для пьезоэлектрического элемента расположены на одной и той же поверхности.

Краткое описание изобретения

Авторы настоящего изобретения обнаружили усовершенствованный способ размещения электрических контактов для пьезоэлектрического элемента в генераторе аэрозоля. В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предложен генератор аэрозоля, содержащий мембрану, приводимую в колебательное движение, опорный элемент, кольцевой пьезоэлектрический элемент, имеющий первую поверхность с первой проводящей зоной, вторую поверхность со второй проводящей зоной, внутренний край и наружный край. Вторая проводящая зона проходит через по меньшей мере часть внутреннего края или наружного края на первую поверхность пьезоэлектрического элемента для формирования зоны контакта. Первая проводящая зона и зона контакта расположены на расстоянии друг от друга на первой поверхности. Генератор аэрозоля дополнительно содержит гибкий соединитель, имеющий поверхность, которая представляет собой электроизолятор с первой и второй проводящими зонами, которые соответствуют соответственно первой проводящей зоне и зоне контакта на пьезоэлектрическом элементе. Гибкий соединитель имеет две “S”-образные ножки для осуществления электрического соединения с устройством управления, которое подает ток возбуждения на пьезоэлектрический элемент.

Термин «S-образные» означает, что ножки имеют два изгиба, две криволинейные части или две угловых зоны, которые проходят в противоположных направлениях. Изгибы/криволинейные части/угловые зоны могут быть такими, что ножки будут находиться в плоскости гибкого соединителя. В альтернативном варианте изгибы/криволинейные части/угловые зоны могут быть такими, что ножки будут находиться не в плоскости гибкого соединителя.

Вторая проводящая зона на пьезоэлектрическом элементе может проходить через часть наружного края или часть внутреннего края для формирования зоны контакта на первой поверхности. Вторая проводящая зона на пьезоэлектрическом элементе может проходить через весь наружный край или весь внутренний край для формирования зоны контакта.

Первая и вторая проводящие зоны могут покрывать бóльшую часть соответственно первой и второй поверхностей пьезоэлектрического элемента.

Пьезоэлектрический элемент может быть соединен с гибким соединителем посредством слоя анизотропной проводящей пасты или посредством ленты с переносом анизотропного проводящего адгезива.

Проводящие зоны на пьезоэлектрическом элементе могут представлять собой слои из серебра, нанесенные с помощью шаблона.

Опорный элемент генератора аэрозоля может содержать полый трубчатый элемент, имеющий фланец, который расположен на первом конце или рядом с первым концом и на котором закреплен пьезоэлектрический элемент, и второй конец, в или на котором установлена мембрана. В альтернативном варианте опорный элемент может содержать по существу плоское кольцо или диск, и мембрана может находиться в контакте с пьезоэлектрическим элементом, или мембрана и пьезоэлектрический элемент могут быть установлены на опорном элементе, например, на противоположных сторонах опорного элемента.

В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения предложено ингаляционное устройство, содержащее генератор аэрозоля по первому аспекту изобретения. Ингаляционное устройство может содержать аэрозольную головку, содержащую генератор аэрозоля, базовый блок, имеющий одно или более воздуховпускных отверстий, воздуховыпускное отверстие и канавку, и компонент в виде мундштука, который выполнен с возможностью вставки в данную канавку и который имеет воздуховпускное отверстие, которое выполнено с возможностью соединения с воздуховыпускным отверстием базового блока, боковое отверстие для приема генератора аэрозоля и отверстие для выпуска аэрозоля, при этом базовый блок, компонент в виде мундштука и аэрозольная головка выполнены с возможностью соединения друг с другом с возможностью разъединения.

Краткое описание фигур

Фиг.1 показывает вид в перспективе с пространственным разделением элементов известного генератора аэрозоля.

Фиг.2А и 2В показывают пьезоэлектрический элемент, используемый в генераторе аэрозоля по фиг.1.

Фиг.3 показывает вид в перспективе с пространственным разделением элементов генератора аэрозоля согласно изобретению.

Фиг.4А и 4В показывают электрические контакты на пьезоэлектрическом элементе, предназначенном для использования в генераторе аэрозоля по фиг.3.

Фиг.5 показывает гибкий соединитель, предназначенный для использования вместе с пьезоэлектрическим элементом по фиг.4.

Фиг.6 показывает сечение, проходящее через поверхность контакта между пьезоэлектрическим элементом и гибким соединителем в генераторе аэрозоля по фиг.3.

Фиг.7А и 7В показывают дополнительный гибкий соединитель, предназначенный для использования вместе с пьезоэлектрическим элементом по фиг.4.

Фиг.8А и 8В показывают вторую конфигурацию электрических контактов на пьезоэлектрическом элементе.

Фиг.9 показывает гибкий соединитель, используемый вместе с пьезоэлектрическим элементом по фиг.8.

Фиг.10А и 10В показывают третью конфигурацию электрических контактов на пьезоэлектрическом элементе.

Фиг.11А и 11В показывают четвертую конфигурацию электрических контактов на пьезоэлектрическом элементе.

Фиг.12 показывает вид в перспективе с пространственным разделением элементов небулайзера с вибрирующей мембраной, в котором используется генератор аэрозоля согласно изобретению.

Подробное описание изобретения

Фиг.1 показывает вид в перспективе с пространственным разделением элементов известного генератора аэрозоля такого типа, как раскрытый в US 2010/0044460. Генератор 1 аэрозоля имеет преобразователь 2, образованный из полого трубчатого элемента 4 из нержавеющей стали, имеющего фланец 3 с большей толщиной стенки, который служит в качестве зоны концентрации напряжений, расположенной ближе к одному концу. Мембрана 5, которая имеет большое число отверстий в диапазоне от приблизительно 1 мкм до приблизительно 10 мкм, установлена на другом конце или непосредственно внутри другого конца трубчатого элемента. Внутреннее пространство трубчатого элемента образует резервуар, который заполняют жидкостью, подлежащей распылению.

Преобразователь 2 выполнен с такой конструкцией, что малые вибрации пьезоэлектрического элемента 6 усиливаются до бóльших вибраций мембраны 5. Пьезоэлектрический элемент 6 представляет собой кольцевой одно- или многослойный керамический элемент и имеет бóльшую толщину, чем пьезоэлектрические элементы, как правило, используемые в генераторах аэрозоля, в которых мембрана находится в непосредственном контакте с пьезоэлектрическим элементом (или размещена на расстоянии от него только посредством по существу плоской подложки). Зона 3 концентрации напряжений имеет относительно большую массу. При приведении пьезоэлектрического элемента 6 в действие он совершает колебания в продольном направлении, то есть в направлении, параллельном оси симметрии преобразователя 2, что вызывает микронные смещения фланца. Они усиливаются посредством трубчатого элемента 4 преобразователя и вызывают вибрации мембраны 5 с продольной модой, как правило, с частотой в диапазоне от 50 до 200 кГц. Вибрация мембраны приводит к образованию и выпуску аэрозольных капелек через отверстия. Мембрана может быть изготовлена из пластика, кремния, керамического материала или в более предпочтительном варианте из металла и может быть закреплена на конце или рядом с концом преобразователя с помощью различных средств, таких как склеивание, пайка твердым припоем, обжатие или лазерная сварка.

Фиг.2А и 2В показывают соответственно верхнюю 8 и нижнюю 7 поверхности пьезоэлектрического элемента 6. Проводящий слой 15 из серебра, полученный с помощью шаблона, покрывает нижнюю поверхность 7 за исключением зоны 19а без покрытия, расположенной рядом с внутренним краем 17, и зоны 19b без покрытия, расположенной рядом с наружным краем 18. Аналогичным образом, второй проводящий слой 16 из серебра, полученный с помощью шаблона, покрывает верхнюю поверхность 8 за исключением зон 19а, 19b без покрытия. Слои 15, 16 из серебра, полученные с помощью шаблона, образуют два электрических контакта, и зоны 19а, 19b без покрытия предотвращают короткое замыкание между контактами.

Первый 9 и второй 10 гибкие электрические соединители прилегают соответственно к нижней 7 и верхней 8 поверхностям пьезоэлектрического элемента. Каждый из соединителей имеет ножку 11, 12, посредством которой осуществляется электрическое соединение с печатной платой (PCB). Соединители прикреплены к пьезоэлектрическому элементу посредством проводящего адгезива, например, анизотропной проводящей пленки (ACF); второй соединитель 10 (и, следовательно, пьезоэлектрический элемент) также прикреплен к нижней стороне фланца 3, например, посредством эпоксидного клея 13. Соединители образуют электрическое соединение со слоями из серебра посредством проводящего адгезива, так что электрическое поле может быть создано в пьезоэлектрическом элементе.

В конфигурации, показанной на фиг.1, второй гибкий соединитель 10 расположен между пьезоэлектрическим элементом 6 и фланцем 3. Таким образом, второй гибкий соединитель 10 может поглощать некоторую часть механической энергии от пьезоэлектрического элемента и, следовательно, демпфировать вибрации. Этого можно избежать посредством альтернативной конфигурации, в которой второй гибкий соединитель 10 расположен с другой стороны фланца 3, так что пьезоэлектрический элемент 6 прикреплен непосредственно к фланцу. В данной альтернативной конфигурации электрическое соединение второго гибкого соединителя 10 с верхней стороной пьезоэлектрического элемента 8 осуществляется посредством фланца 3 (который является металлическим). Однако необходимо образовать хорошее электрическое и механическое соединение между фланцем 3 и верхней поверхностью 8 пьезоэлектрического элемента 6, при этом обеспечение такого соединения может быть затруднено.

Фиг.3 показывает вид в перспективе с пространственным разделением элементов генератора 21 аэрозоля согласно изобретению, который аналогичен виду по фиг.1. Преобразователь 22 имеет фланец 23, к которому пьезоэлектрический элемент 30 прикреплен, например, посредством эпоксидного клея 27, и трубчатый элемент 24 с мембраной 25 в зоне его конца, как на фиг.1. Однако на фиг.3 имеется только один гибкий соединитель 40, который прилегает к нижней поверхности 31 пьезоэлектрического элемента 30. Верхняя поверхность 32 пьезоэлектрического элемента 30 прикреплена непосредственно к нижней стороне фланца 23. Гибкий соединитель 40 имеет кольцевую контактную часть 41 с верхней поверхностью 42 и две ножки 43, 44, посредством которых осуществляется электрическое соединение с печатной платой на лапках 45, 46. Он прикреплен к пьезоэлектрическому элементу посредством слоя анизотропной проводящей пасты 50 (АСР).

Фиг.4А и 4В показывают соответственно верхнюю 32 и нижнюю 31 поверхности пьезоэлектрического элемента. Первый и второй проводящие слои 33, 34 из серебра, полученные с помощью шаблона, покрывают бóльшую часть соответственно нижней (первой) поверхности 31 и верхней (второй) поверхности 32. Имеется зона 35а без покрытия, расположенная рядом с внутренним краем 36 пьезоэлектрического элемента, как на фиг.2А и 2В. Другая зона 35b без покрытия занимает бóльшую часть наружного края 37. Однако в отличие от фиг.2А и 2В имеется зона 35с обхода в зоне 35b без покрытия, расположенная на удалении от наружного края 37 на нижней поверхности 31, так что первый проводящий слой 33 имеет узкую часть 39. Второй проводящий слой 34 соответственно проходит через часть 37а наружного края и проходит на нижнюю поверхность для формирования малой зоны 38 контакта, которая ограничена зоной 35с обхода. Зона 35с обхода, не имеющая покрытия, отделяет зону 38 контакта от первого проводящего слоя 33, так что ток не может течь непосредственно между первым и вторым проводящими слоями.

Фиг.5 показывает верхнюю поверхность 42 гибкого соединителя 40, которая в собранном состоянии генератора аэрозоля обращена к нижней поверхности пьезоэлектрического элемента. Поверхностный слой соединителя 40 представляет собой электроизолятор (такой как полиимид) за исключением двух проводящих зон 47, 48, образованных, например, из позолоченной меди. Данные зоны соответственно соответствуют местам расположения первого проводящего слоя 33 и малой зоны 38 контакта второго проводящего слоя на пьезоэлектрическом элементе. Проводящие зоны 47, 48 соединены с печатной платой посредством дорожек внутри каждой ножки 43, 44, которые заканчиваются в точке контакта на каждой лапке 45, 46. Ножки находятся в той же плоскости, что и кольцевая контактная часть 41, и являются S-образными (если смотреть сверху), что делает их более гибкими. Это отделяет пьезоэлектрический элемент от жестких соединений между лапками 45, 46 гибкого соединителя и печатной платой. Это обеспечивает минимизацию демпфирования вибраций преобразователя, которое вызывается гибким соединителем и которое в противном случае привело бы к уменьшению производительности по аэрозолю, обеспечиваемой мембраной.

Фиг.6 показывает сечение, проходящее через поверхность контакта между малой зоной 38 контакта, имеющейся на нижней поверхности 31 пьезоэлектрического элемента, и проводящей зоной 48 на верхней поверхности 42 гибкого соединителя, между которыми находится слой анизотропной проводящей пасты 50. Анизотропная проводящая паста (АСР) содержит проводящие частицы в непроводящем связующем. При подводе тепла и приложении давления тонкий слой 51 анизотропной проводящей пасты образуется между зоной 38 контакта и проводящей зоной 48; более толстый слой 52 образуется там, где отсутствует проводящая зона на гибком соединителе. Тонкий слой 51 является достаточно тонким для того, чтобы проводящие частицы в анизотропной проводящей пасте перекрывали зазор между зоной 38 контакта и проводящей зоной 48 и, следовательно, образовывали электрическое соединение. (Тонкий слой формируется аналогичным образом между другими проводящими зонами 33, 47.) Однако более толстый слой 52 имеет ширину, превышающую размер проводящих частиц, так что данные частицы остаются изолированными друг от друга в непроводящем связующем. Таким образом, отсутствует электрическое соединение, образуемое посредством более толстого слоя 52, что предотвращает короткие замыкания. В альтернативном варианте гибкий соединитель может быть прикреплен к пьезоэлектрическому элементу другими способами, которые обеспечивают предотвращение коротких замыканий, например, посредством использования непроводящего клея и соответствующих масок.

Фиг.7А и 7В показывают второй вариант осуществления гибкого соединителя 60, предназначенного для использования вместе с пьезоэлектрическим элементом по фиг.4А и 4В. Фиг.7А показывает верхнюю поверхность 62 гибкого соединителя 60, которая в собранном состоянии генератора аэрозоля обращена к нижней поверхности пьезоэлектрического элемента. Поверхностный слой соединителя 60 представляет собой электроизолятор (такой как полиимид) за исключением двух проводящих зон 67, 68, образованных, например, из позолоченной меди. Данные зоны соответственно соответствуют местам расположения первого проводящего слоя 33 и малой зоны 38 контакта второго проводящего слоя на пьезоэлектрическом элементе, но расположены иначе, чем в гибком соединителе по фиг.5. Первая проводящая зона 67 имеет вид полного кольца, расположенного ближе к внутреннему краю кольцевой контактной части 61, так что первая проводящая зона 67 находится в контакте с первым проводящим слоем 33 и не входит в контакт с малой зоной 38 контакта. Она соединяется с первой дорожкой 69, которая проходит вдоль первой ножки 63. Вторая проводящая зона 68 имеет вид малого круга (аналогично второй проводящей зоне 48 на фиг.5) и соединяется со второй дорожкой 70, которая проходит вдоль второй ножки 64. Дорожки 69, 70 на каждой ножке 63, 64 заканчиваются в точке контакта на каждой лапке 65, 66, которая соединена с печатной платой, как в ранее рассмотренном случае. Фиг.7В показывает гибкий соединитель на виде в перспективе снизу (так что его верхняя поверхность не видна). Ножки 63, 64 загнуты так, что они находятся не в плоскости кольцевой контактной части 61, и являются S-образными, если смотреть сбоку. Таким образом, S-образная конфигурация находится в другой плоскости в отличие от гибкого соединителя по фиг.5, но тем не менее обеспечивает повышение гибкости ножек аналогичным образом. Это обеспечивает отделение пьезоэлектрического элемента от жестких соединений между лапками 65, 66 гибкого соединителя и печатной платой, что минимизирует демпфирование вибраций преобразователя, вызываемое гибким соединителем.

Фиг.8А и 8В показывают альтернативную конфигурацию проводящих слоев 133, 134 из серебра, полученных с помощью шаблона, на пьезоэлектрическом элементе. Данная конфигурация аналогична варианту осуществления по фиг.4А и 4В за исключением того, что зона 135с обхода сформирована в зоне 135а без покрытия, расположенной на внутреннем крае 136 (а не на наружном крае 137). Второй проводящий слой 134 покрывает бóльшую часть верхней поверхности 132 и также проходит через часть 136а внутреннего края и проходит на нижнюю поверхность для формирования малой зоны 138 контакта. Как показано на фиг.9, две проводящие зоны 147, 148 на верхней поверхности 142 гибкого соединителя 140 выполнены с такой формой, чтобы они соответствовали первому проводящему слою 133 и малой зоне 138 контакта на пьезоэлектрическом элементе.

Фиг.10А и 10В показывают модификацию варианта осуществления по фиг.4А и 4В, в которой имеется зона 235а без покрытия, расположенная рядом с внутренним краем 236 пьезоэлектрического элемента, как и в ранее рассмотренном случае, но зона 235b без покрытия расположена на нижней поверхности 231 вдоль всего наружного края 237 на коротком расстоянии от него. Второй проводящий слой 234 проходит на всем наружном крае 237 и на нижнюю поверхность 231 для формирования кольцевой зоны 238 контакта. Фиг.11А и 11В показывают модификацию варианта осуществления по фиг.8А и 8В, в которой имеется зона 335а без покрытия, расположенная рядом с наружным краем 337 пьезоэлектрического элемента, как и в ранее рассмотренном случае, но зона 335b без покрытия расположена на нижней поверхности 331 вокруг всего внутреннего края 336 на коротком расстоянии от него. Второй проводящий слой 334 проходит на всем внутреннем крае 336 и на нижнюю поверхность 331 для формирования кольцевой зоны 338 контакта. В каждом случае две проводящие зоны на верхней поверхности гибкого соединителя (не показаны) выполнены с такой формой, чтобы они соответствовали соответственно проводящим слоям 233, 238 и 333, 338 на пьезоэлектрическом элементе.

Наличие обоих контактов на данной одной и той же стороне пьезоэлектрического элемента обеспечивает преимущество, заключающееся в том, что может быть использован один соединитель как с положительным, так и с отрицательным соединениями вместо двух соединителей, как в известных генераторах аэрозоля. Таким образом, требуется меньшее число компонентов, что обеспечивает снижение затрат и упрощение процесса сборки. Наличие меньшего числа компонентов также обеспечивает повышение надежности и увеличение срока службы генератора аэрозоля, поскольку устраняются потенциальные места повреждения.

Можно было бы просто иметь два соединения на одной стороне пьезоэлектрического элемента при отсутствии проводящей зоны на другой стороне. Однако это привело бы к уменьшенным вибрациям мембраны и, следовательно, неудовлетворительным характеристикам при использовании, поскольку электрическое поле, наложенное между контактами, не приводило бы к надлежащей активации всего пьезоэлектрического элемента. В настоящем изобретении проводящие слои покрывают почти все поверхности, так что обеспечивается наложение электрического поля равномерно на всем пьезоэлектрическом элементе. Это приводит к равномерному деформированию пьезоэлектрического элемента и, следовательно, хорошим вибрациям мембраны, при этом по-прежнему обеспечивается получение преимуществ от наличия меньшего числа компонентов. Кроме того, максимизация площади контакта на пьезоэлектрическом элементе обеспечивает минимизацию сопротивления, возникающего из-за контакта.

Несмотря на то, что все конфигурации контактов, показанные на 4A и 4B, 8A и 8B, 10A и 10B и 11A и 11B, обеспечивают хорошее функционирование, конфигурация по фиг.4А и 4В является предпочтительной. Это обусловлено тем, что проще получить проводящий слой, который проходит через малую зону наружного края пьезоэлектрического элемента, чем или слой, который через часть внутреннего края или весь внутренний край (как на фиг.8A и 8B и 11A и 11B), или слой, который проходит на всем наружном крае или на большой части наружного края (как на фиг.10A и 10B).

Хотя изобретение было описано применительно к генератору аэрозоля такого типа, как описанный в US 2010/0044460, в котором мембрана размещена на расстоянии от пьезоэлектрического элемента посредством трубчатого элемента преобразователя, оно также может быть использовано в генераторах аэрозоля таких типов, как описанные в US 2003/047620, US 9027548, WO 2012/046220 и WO 2015/193432, в которых мембрана находится в непосредственном контакте с пьезоэлектрическим элементом или размещена на расстоянии от него только посредством по существу плоского опорного элемента.

Тем не менее изобретение особенно предпочтительно для использования в генераторах аэрозоля такого типа, как описанные в US 2010/0044460, поскольку демпфирование, возникающее из-за соединителей, представляет собой особую проблему в данных генераторах. Поскольку преобразователь усиливает малые колебания/вибрации пьезоэлектрического элемента и преобразует их в бóльшие колебания/вибрации мембраны, любое демпфирование малых колебаний также будет усиливаться. Это привело бы к уменьшенной вибрации мембраны и, следовательно, к уменьшенной производительности по аэрозолю. Замена двух гибких соединителей одним гибким соединителем позволяет избежать необходимости в размещении гибкого соединителя между пьезоэлектрическим элементом и фланцем (что вызывает демпфирование) или в образовании электрического, а также механического соединения между пьезоэлектрическим элементом и фланцем (которое может быть трудновыполнимым).

Фиг.12 показывает вид в перспективе с пространственным разделением элементов небулайзера с вибрирующей мембраной, который подробно описан в EP2724741 и WO2013/098334 и в котором используется генератор аэрозоля такого типа, как описанный в US 2010/0044460. Устройство содержит три компонента: базовый блок 60, компонент 70 в виде мундштука и аэрозольную головку 80. Базовый блок 60 имеет одно или более воздуховпускных отверстий, воздуховыпускное отверстие 62, канавку 63 для приема компонента 70 в виде мундштука и один или более элементов 64 для фиксации. Базовый блок содержит электронное устройство управления, которое управляет работой небулайзера. Компонент 70 в виде мундштука имеет воздуховпускное отверстие 71, которое выполнено с возможностью соединения с воздуховыпускным отверстием 62 базового блока 60, боковое отверстие 72 для приема генератора 21 аэрозоля и отверстие 73 для выпуска аэрозоля. Смесительный канал 75 проходит от воздуховпускного отверстия 71 до отверстия 73 для выпуска аэрозоля. Мундштук 70 выполнен с возможностью вставки в канавку 63 базового блока 60. Аэрозольная головка 80 имеет генератор 21 аэрозоля, камеру 82 наполнения, которая предназначена для жидкой лекарственной формы, подлежащей распылению, и которая находится в контакте по текучей среде с верхним концом генератора 21 аэрозоля, и один или более элементов 83 для фиксации, комплементарных по отношению к элементам 64 для фиксации, предусмотренным в базовом блоке 60. Крышка 84 закрывает верхний конец камеры 82 наполнения и предотвращает загрязнение или расплескивание жидкости во время использования. Базовый блок 60, мундштук 70 и аэрозольная головка 80 выполнены с возможностью соединения друг с другом с возможностью разъединения. Устройство собирают посредством вставки компонента 70 в виде мундштука в канавку 63 в базовом блоке 60, последующего размещения аэрозольной головки 80 поверх компонента 70 в виде мундштука и сцепления элемента (-ов) 83 для фиксации, предусмотренных в аэрозольной головке 80, с комплементарным (-и) элементом (-ами) базового блока 60 посредством плавного сдавливания как аэрозольной головки, так и базового блока. Генератор 21 аэрозоля расположен в аэрозольной головке 80 таким образом, что при сцеплении элементов для фиксации генератор 21 аэрозоля вставляется в боковое отверстие 72 мундштука 70. Это создает воздухонепроницаемые соединения между генератором 21 аэрозоля и боковым отверстием 72 в мундштуке, а также между воздуховыпускным отверстием 62 базового блока 60 и воздуховпускным отверстием 71 мундштука 70. Базовый блок 60, мундштук 70 и аэрозольная головка 80 могут быть отделены друг от друга посредством выполнения данных этапов в обратном порядке.

Пример

Генераторы аэрозоля, подобные показанному на фиг.3, собирали, используя пьезоэлектрический элемент по фиг.4А и 4В. Их подвергали испытанию с использованием солевого раствора, и было установлено, что они обеспечивают хорошую производительность по аэрозолю, аналогичную полученной посредством генератора аэрозоля, показанного на фиг.1. Таким образом, генератор аэрозоля по изобретению обеспечивает характеристики при использовании, сопоставимые с известным генератором аэрозоля, но имеет меньшее число компонентов и является более простым в изготовлении.

Claims (20)

1. Генератор (21) аэрозоля для небулайзера, содержащий:

- мембрану (25), приводимую в колебательное движение;

- опорный элемент (22);

- кольцевой пьезоэлектрический элемент (30), имеющий первую поверхность (31), вторую поверхность (32), внутренний край (36) и наружный край (37);

- первую (33) и вторую (34) проводящие зоны соответственно на первой (31) и второй (32) поверхностях, при этом вторая проводящая зона (34) проходит через по меньшей мере часть внутреннего края (36) или наружного края (37) на первую поверхность (31) пьезоэлектрического элемента для формирования зоны (38) контакта; и

- гибкий соединитель (40), имеющий поверхность (42), которая представляет собой электроизолятор с первой (47) и второй (48) проводящими зонами, которые соответствуют соответственно первой проводящей зоне (34) и зоне (38) контакта на пьезоэлектрическом элементе, и две ″S″-образные ножки (43, 44) для осуществления электрического соединения с устройством управления, которое подает ток возбуждения на пьезоэлектрический элемент.

2. Генератор аэрозоля по п.1, в котором вторая проводящая зона (34) проходит через часть (37а) наружного края.

3. Генератор аэрозоля по п.1, в котором вторая проводящая зона (134) проходит через часть (136а) внутреннего края.

4. Генератор аэрозоля по п.1, в котором вторая проводящая зона (234) проходит через весь наружный край (237).

5. Генератор аэрозоля по п.1, в котором вторая проводящая зона (334) проходит через весь внутренний край (336).

6. Генератор аэрозоля по любому из пп.1-5, в котором первая (33) и вторая (34) проводящие зоны покрывают большую часть соответственно первой (31) и второй (32) поверхностей.

7. Генератор аэрозоля по любому из пп.1-6, в котором ножки находятся в плоскости гибкого соединителя.

8. Генератор аэрозоля по любому из пп.1-6, в котором ножки находятся не в плоскости гибкого соединителя.

9. Генератор аэрозоля по любому из пп.1-8, в котором пьезоэлектрический элемент соединен с гибким соединителем (40) посредством слоя анизотропной проводящей пасты (50) или ленты с переносом анизотропного проводящего адгезива.

10. Генератор аэрозоля по любому из пп.1-9, в котором проводящие зоны (33, 34) на пьезоэлектрическом элементе (30) представляют собой слои из серебра, нанесенные с помощью шаблона.

11. Генератор аэрозоля по любому из пп.1-10, в котором опорный элемент содержит полый трубчатый элемент, имеющий фланец, который расположен на первом конце или рядом с первым концом, на котором закреплен пьезоэлектрический элемент, и второй конец, в котором или на котором установлена мембрана.

12. Генератор аэрозоля по любому из пп.1-10, в котором опорный элемент содержит по существу плоское кольцо или диск, и при этом мембрана находится в контакте с пьезоэлектрическим элементом, или мембрана и пьезоэлектрический элемент установлены на опорном элементе.

13. Ингаляционное устройство, содержащее генератор (21) аэрозоля по любому из пп.1-12.

14. Ингаляционное устройство по п.13, в котором генератор аэрозоля представляет собой генератор аэрозоля по п.11.

15. Ингаляционное устройство по п.14, содержащее аэрозольную головку (80), содержащую генератор (21) аэрозоля; базовый блок (60), имеющий одно или более воздуховпускных отверстий, воздуховыпускное отверстие (62) и канавку (63); а также компонент (70) в виде мундштука, который выполнен с возможностью вставки в канавку (63) и который имеет воздуховпускное отверстие (71), которое выполнено с возможностью соединения с воздуховыпускным отверстием (62) базового блока (60), боковое отверстие (72) для приема генератора (21) аэрозоля и отверстие (73) для выпуска аэрозоля; при этом базовый блок (60), компонент (70) в виде мундштука и аэрозольная головка (80) выполнены с возможностью соединения друг с другом с возможностью разъединения.