專(zhuān)利名稱(chēng)：藥物噴射裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及藥物噴射裝置以及用于該藥物噴射裝置的控制方法，所述藥物噴射裝 置形成為可由使用者便攜使用，并且可以用于吸入裝置以允許使用者吸入藥物。
背景技術(shù)：
已經(jīng)研發(fā)出了吸入裝置(例如，參考日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)No. 2004-290593和日本專(zhuān) 利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)No. 2004-283245)，該吸入裝置利用噴墨方法的噴射原理將藥物微小液滴噴入 空氣路徑中(通過(guò)吸嘴吸入的空氣通過(guò)該空氣路徑流動(dòng))，并且允許使用者吸入噴出的微 小液滴。這種吸入裝置的優(yōu)點(diǎn)在于能夠以均勻粒徑精確噴射預(yù)定量的藥物。作為這種藥物噴射裝置的基本部件，包括其中布置有例如加熱元件的噴射能量生 成元件的噴射頭，和容納供應(yīng)給所述噴射頭的藥物的藥物儲(chǔ)器。
就在藥物儲(chǔ)器中存儲(chǔ)與多次吸入動(dòng)作對(duì)應(yīng)的藥物量而言，有必要防止每次使用之 后的藥物的濃度變化和質(zhì)量下降。因此，藥物儲(chǔ)器不能采用在供噴墨打印機(jī)使用的墨水儲(chǔ) 器中通常使用的大氣連通結(jié)構(gòu)，并且需要高阻氣性和氣密密封性。這同樣適用于使用不希 望與空氣接觸的藥物的情況。在這種情況下，柔性容器可以用作藥物儲(chǔ)器，并且可以形成為在噴射之后塌縮 (日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)No. 2004-290593)。例如，鋁蒸發(fā)在聚酯薄膜上，由此可以形成藥物儲(chǔ) 器。此外，在藥物儲(chǔ)器主體為玻璃容器的情況下，藥物儲(chǔ)器可以在主體的封閉一端形成有橡 膠塞，從而能夠在噴射之后減小容積。在這種構(gòu)造中，容器容積在容器內(nèi)外之間的壓差超過(guò)預(yù)定值時(shí)增大和減小。例如， 在玻璃容器的情況下，當(dāng)由于儲(chǔ)器內(nèi)部的負(fù)壓而施加給塞子的作用力超過(guò)玻璃容器和塞子 之間的最大靜摩擦力時(shí)，塞子開(kāi)始沿減小藥物儲(chǔ)器容積的方向移動(dòng)。相反，在儲(chǔ)器中的壓力 為正壓時(shí)，塞子開(kāi)始沿增大容積的方向移動(dòng)。這里，在開(kāi)始噴射藥物的情況下，希望藥物儲(chǔ)器中的壓力處于適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。下面 將對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)描述。當(dāng)藥物儲(chǔ)器中的負(fù)壓增大時(shí)，即，當(dāng)儲(chǔ)器內(nèi)的壓力低于儲(chǔ)器外的大 氣壓力時(shí)，噴射頭的噴射性能下降。在利用噴嘴直徑為3μπι的噴射頭噴射藥物的情況下， 其噴射量減小，直到藥物儲(chǔ)器中的負(fù)壓變?yōu)榇蠹s_5kPa為止。然而，應(yīng)當(dāng)理解，噴射量在藥 物儲(chǔ)器中的負(fù)壓超過(guò)該值時(shí)逐漸減小，并且當(dāng)負(fù)壓達(dá)到_20kPa時(shí)，藥物儲(chǔ)器從噴射頭吸入 空氣，并且不能?chē)娚渌幬?。相反，在?chǔ)器的內(nèi)部壓力為正壓的情況下，存在發(fā)生液體泄漏的 風(fēng)險(xiǎn)，這是所不希望的。因此，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，為了實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定噴射，希望藥物儲(chǔ)器內(nèi)部從噴射初始 時(shí)間段開(kāi)始可靠地設(shè)定為負(fù)壓，負(fù)壓保持在預(yù)定值或者盡可能低。在上述實(shí)例中，預(yù)定值 為-5kPa。然而，由于不使用裝置時(shí)的環(huán)境變化，藥物儲(chǔ)器內(nèi)部的壓力在開(kāi)始噴射的情況下 有時(shí)為正壓。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明 的目的在于提供一種藥物噴射裝置和用于該藥物噴射裝置的控制方法，所 述藥物噴射裝置能夠通過(guò)將藥物儲(chǔ)器的內(nèi)部壓力在每次噴射時(shí)間的初始時(shí)間段中可靠地 設(shè)定為負(fù)壓來(lái)實(shí)現(xiàn)正確噴射。就上述問(wèn)題而言，本發(fā)明提供了一種藥物噴射裝置，包括藥物噴射部，其包括噴射嘴和產(chǎn)生用于將藥物從噴射嘴噴出的能量的元件；藥物容器部，其與藥物噴射部相聯(lián)并且容納藥物；活動(dòng)壁，其位置可變，使得藥物容器部的容積可以根據(jù)藥物容器部?jī)?nèi)外之間的預(yù) 定壓力差而改變，所述活動(dòng)壁設(shè)置在所述藥物容器部上；和壓力控制單元，其用于在藥物容器部?jī)?nèi)部沿負(fù)壓方向產(chǎn)生壓力變化，所述壓力變 化具有比與所述預(yù)定壓力差相當(dāng)?shù)闹蹈蟮闹?，從而噴射藥物。此外，就上述?wèn)題而言，本發(fā)明提供了一種用于藥物噴射裝置的控制方法，所述藥 物噴射裝置包括藥物噴射部，其包括噴射嘴和產(chǎn)生用于將藥物從噴射嘴噴出的能量的元件；藥物容器部，其與藥物噴射部相聯(lián)并且容納藥物；和活動(dòng)壁，其位置可變，使得藥物容器部的容積可以根據(jù)藥物容器部?jī)?nèi)外之間的預(yù) 定壓力差而改變，所述活動(dòng)壁設(shè)置在所述藥物容器部上，從而噴射藥物，所述控制方法包括增大藥物容器部的容積，以便在藥物容器部?jī)?nèi)部沿負(fù)壓方向產(chǎn)生壓力變化，所述 壓力變化具有比與所述預(yù)定壓力差相當(dāng)?shù)闹蹈蟮闹担淮蜷_(kāi)保護(hù)噴射嘴的保護(hù)部件；和驅(qū)動(dòng)所述元件噴射藥物。根據(jù)本發(fā)明的藥物噴射裝置，藥物儲(chǔ)器的內(nèi)部壓力在噴射之前向負(fù)壓方向改變預(yù) 定量，因此，藥物儲(chǔ)器的內(nèi)部可以可靠地設(shè)定在負(fù)壓。因此，在開(kāi)始噴射時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生藥物從 噴射嘴泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。在結(jié)合附圖閱讀下列說(shuō)明的情況下，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)變得顯而易見(jiàn)，在 附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同或相似的部件。


圖1是本發(fā)明的藥物噴射裝置的實(shí)例的透視圖，顯示了允許使用者吸入藥物的吸 入裝置100的外觀。圖2是透視圖，顯示了在圖1所示吸入裝置中檢修蓋18打開(kāi)的狀態(tài)。圖3A是剖視圖，其中，圖1所示藥物噴射裝置沿著與空氣路徑7垂直的橫截面剖開(kāi)。圖3B是放大圖，顯示了圖3A中的噴射頭部1。圖3C是放大圖，顯示了圖3A中的感測(cè)部9。圖4A、4B、4C、4D和4E是示意圖，顯示了在噴射之前藥物儲(chǔ)器2中的壓力控制方法 的實(shí)例，該壓力控制方法是本發(fā)明的特征。圖5是圖1、圖2和圖3A、3B和3C所示藥物噴射裝置的電氣結(jié)構(gòu)圖。圖6是顯示了吸入裝置的使用實(shí)例的流程圖。
圖7A和7B是示意圖，顯示了本發(fā)明的壓力控制單元的第三實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述基本上，相同的附圖標(biāo)記表示相同的組成部分，其描述從略。(藥物噴射裝置)圖1是本發(fā)明的藥物噴射裝置的實(shí)例的透視圖，顯示了允許使用者吸入藥物的吸 入裝置100的外觀。吸入裝置100的主體外部由容納殼體17和檢修蓋18(圖2)形成。附 圖標(biāo)記40表示檢修蓋的鎖定釋放按鈕。在按壓按鈕40之前，檢修蓋18鎖定以防打開(kāi)。在 打開(kāi)檢修蓋18時(shí)，釋放按鈕40按下，因此，檢修蓋18的這種鎖定解除。在容納殼體17上 設(shè)置有用于顯示劑量、時(shí)間、錯(cuò)誤等的顯示單元15。此外，設(shè)置有用于允許使用者進(jìn)行設(shè)定 的菜單切換按鈕11、作為設(shè)定按鈕的向上按鈕12、向下按鈕13和確定按鈕14。圖2顯示了圖1的吸入裝置中檢修蓋18打開(kāi)的狀態(tài)。檢修蓋18制造為可沿吸入 裝置的向下方向滑動(dòng)。當(dāng)檢修蓋18滑動(dòng)并容納在吸入裝置的主體的內(nèi)部中時(shí)，可以看到可 從裝置主體上拆下的作為藥物噴射部的噴射頭部1以及作為藥物容器部的藥物儲(chǔ)器2。噴 射頭部1朝向空氣路徑7噴射藥物。使用者從吸入端口(吸嘴)20吸氣，從而能吸入噴射 到空氣路徑7中的藥物。在本實(shí)施例中，吸入端口 20和空氣路徑7彼此形成整體。吸入端 口 20在每次吸入完成時(shí)丟棄，或者在吸入之后進(jìn)行沖洗并重新使用。噴射頭部1和藥物儲(chǔ) 器2在藥物儲(chǔ)器2中的藥物量變得少于每次吸入所給送的藥物量時(shí)進(jìn)行更換。例如，在主 體中提供計(jì)算噴射量的功能，利用該噴射量計(jì)數(shù)功能可以計(jì)算剩余藥物量。因此，還能通過(guò) 告知使用者更換時(shí)間或者在更換完成之前不進(jìn)行噴射來(lái)促使使用者更換噴射頭部1和藥 物儲(chǔ)器2。附圖標(biāo)記31表示保護(hù)蓋，該保護(hù)蓋用于防止使用者容易地接觸吸入裝置的內(nèi)部 機(jī)構(gòu)。(噴射頭部和藥物儲(chǔ)器)圖3A是剖視圖，其中，圖1所示藥物噴射裝置沿著與空氣路徑7垂直的橫截面剖 開(kāi)。如圖3B所示，噴射頭部1由噴射嘴Ia和元件Ib形成，藥物從所述噴射嘴噴出，所 述元件Ib產(chǎn)生用于將藥物從噴射嘴Ia噴出的能量。該噴射能量生成元件Ib給從藥物儲(chǔ) 器2通過(guò)連通管3供應(yīng)的藥物施加噴射能量。這樣，藥物從噴射嘴Ia噴出。這里，藥物噴射部(噴射頭)1包括噴射嘴la，以與噴射嘴Ia成一對(duì)一、一對(duì)多或 多對(duì)一關(guān)系設(shè)置的任意噴射能量生成元件lb。其示例是給藥物施加熱能的電熱換能器或 者給藥物施加機(jī)械能的電氣機(jī)械換能器。具體地，作為藥物噴射方法，舉例來(lái)說(shuō)，通過(guò)使用 電熱換能器給藥物施加熱能并噴射藥物的方法(熱力噴射方法)，以及通過(guò)使用給藥物施 加機(jī)械能的電氣機(jī)械換能器(例如壓電元件)的振動(dòng)壓力來(lái)噴射藥物的方法(壓電噴射方 法)。這些方法有時(shí)被稱(chēng)作噴墨法?？梢愿鶕?jù)藥物類(lèi)型選擇噴射方法。在使用熱力噴射方法的情況下，就每個(gè)噴射頭而言，能增大作為熱電換能器的微 加熱器、用于噴射的熱脈沖的熱量、噴射嘴的直徑等的尺寸精度及可再現(xiàn)性。因此，可以實(shí) 現(xiàn)液滴直徑的窄分布。此外，噴射頭的制造成本低，熱力噴射方法也非常適用于必須頻繁更 換噴射頭的緊湊裝置。因此，在藥物噴射裝置需要便攜性和便利性的情況下，特別希望采用熱力噴射方法的噴射原理。作為容納待噴射的藥物4的藥物容器部的藥物儲(chǔ)器2與噴射頭部1相聯(lián)，并且除了噴射嘴Ia之外與外部空氣隔離。此外，在不噴射藥物的存儲(chǔ)時(shí)間，作為保護(hù)噴射頭部1 的保護(hù)部件的噴射頭帽21關(guān)閉噴射嘴la，從而使藥物儲(chǔ)器2的內(nèi)部與外部完全隔離。這里，在本說(shuō)明書(shū)中，藥物儲(chǔ)器的內(nèi)部壓力為負(fù)壓是指藥物儲(chǔ)器內(nèi)部的壓力低于 外部空氣的壓力。同時(shí)，藥物儲(chǔ)器的內(nèi)部壓力為正壓是指藥物儲(chǔ)器內(nèi)部的壓力高于外部空 氣的壓力。藥物儲(chǔ)器2由容器主體5a和部件5b、5c形成，其中，所述容器主體的兩端敞開(kāi)，所 述部件5b、5c封閉所述容器主體的兩端。塞子5c固定到容器主體5a上，并且允許連通管 3 (所述連通管允許噴射頭部1和藥物儲(chǔ)器2彼此連通)穿過(guò)，從而將連通管3固定于其上。 此外，塞子5b起到活動(dòng)壁的作用，所述活動(dòng)壁的位置可變，使得藥物儲(chǔ)器2的容積可以增大 或減小，即，可以根據(jù)藥物儲(chǔ)器2的內(nèi)外之間的預(yù)定壓差改變。在本實(shí)施例中，該預(yù)定壓差 取決于作為活動(dòng)壁的塞子5b和容器主體5a之間的最大靜摩擦力。當(dāng)藥物儲(chǔ)器2內(nèi)的壓力 為負(fù)壓，并且由該負(fù)壓施加給塞子5b的作用力超過(guò)最大靜摩擦力時(shí)，塞子5b向容器內(nèi)移動(dòng) 以便減小藥物儲(chǔ)器2的容積。同時(shí)，當(dāng)藥物儲(chǔ)器2內(nèi)的壓力為正壓，并且由該正壓施加給塞 子5b的作用力以類(lèi)似的方式超過(guò)最大靜摩擦力時(shí)，塞子5b向容器外移動(dòng)以便增大藥物儲(chǔ) 器2的容積。作為容器主體5a，舉例來(lái)說(shuō)，可以是具有剛性的玻璃容器。此外，作為塞子5b 和5c的材料，舉例來(lái)說(shuō)，可以是丁基橡膠和異戊二烯橡膠。圖3A顯示了檢修蓋18閉合的狀態(tài)。在如圖2所示打開(kāi)檢修蓋18的情況下，從圖 3A可以看出，檢修蓋18容納在吸入裝置100的主體內(nèi)部。這里，盡管圖3A沒(méi)有顯示，容器 主體5a在塞子5b —側(cè)的端部部分可以設(shè)置有止動(dòng)件，以便變成直徑小于塞子5b的外徑的 敞開(kāi)部分。這樣，塞子5b不會(huì)從容器主體5a意外掉出，從而提高了安全性。本發(fā)明中使用的藥物是不僅包括顯示出藥理學(xué)和生理學(xué)作用的藥品化合物，而且 還包括除此之外的增味劑、染料、顏料等成分的概念。此外，藥物概念中可以包括任何添加 劑。(在噴射之前對(duì)儲(chǔ)器內(nèi)部壓力的控制)接下來(lái)，對(duì)在藥物噴射之前控制藥物儲(chǔ)器2內(nèi)的壓力的方法實(shí)例進(jìn)行描述，這種 壓力控制方法是本發(fā)明的特征，同時(shí)參考示意性地顯示了藥物儲(chǔ)器2等的圖4A到4E。圖4A 圖4A顯示了不進(jìn)行噴射時(shí)的儲(chǔ)存狀態(tài)。這里，在下列前提下進(jìn)行描述，即， 當(dāng)藥物儲(chǔ)器2內(nèi)的壓力和外部空氣的壓力之間的差異超過(guò)士5kPa時(shí)，塞子5b可相對(duì)于容 器主體5a滑動(dòng)，使得藥物儲(chǔ)器的容積可以增大或減小。該閾值由容器主體5a的材料和尺 寸以及塞子5b的材料和尺寸唯一確定。在這種情況下，由于外部空氣環(huán)境在儲(chǔ)存期間改變 的事實(shí)，藥物儲(chǔ)器2內(nèi)的內(nèi)部壓力變成最大比外部空氣壓力高5kPa的正壓，變成最小比外 部空氣壓力低5kPa的負(fù)壓。然而，當(dāng)作為保護(hù)噴射嘴的保護(hù)部件的噴射頭帽21打開(kāi)并且 噴射在此狀態(tài)下開(kāi)始時(shí)，存在藥物儲(chǔ)器2內(nèi)的壓力可能為正壓的風(fēng)險(xiǎn)，這是所不希望的。這 是因?yàn)楫?dāng)藥物儲(chǔ)器2內(nèi)的壓力為正壓時(shí)，不僅不能進(jìn)行正確的噴射，而且在一些情況下，藥 物在噴射頭帽打開(kāi)時(shí)有可能從噴射嘴泄漏。圖4B 在本文中，在打開(kāi)噴射頭帽21之前，執(zhí)行壓力控制以便將藥物儲(chǔ)器2的內(nèi) 部可靠地設(shè)定為負(fù)壓。這里，為了使容器的內(nèi)部壓力可以向負(fù)壓方向改變_6kPa，塞子5b移動(dòng)，使得藥物儲(chǔ)器的容積可以增大。這樣，即使容器內(nèi)部處于最大+5kPa的正壓狀態(tài)，可以 將容器內(nèi)部可靠地設(shè)定為負(fù)壓。同時(shí)，如果容器內(nèi)部處于最小_5kPa的負(fù)壓狀態(tài)，容器內(nèi)部 在塞子5b移動(dòng)之后立即暫時(shí)地變?yōu)?IlkPa的負(fù)壓狀態(tài)。然而，-IlkPa的負(fù)壓在這種情況 下超過(guò)塞子5b的運(yùn)動(dòng)閾值，因此，塞子5b朝向容器內(nèi)部移動(dòng)。隨后，當(dāng)容器的內(nèi)部壓力恢 復(fù)到大約_5kPa的負(fù)壓狀態(tài)時(shí)，塞子5b的移動(dòng)停止。具體地，不管容器儲(chǔ)存藥物時(shí)的容器 內(nèi)部壓力值如何，噴射之前的容器內(nèi)部壓力可以通過(guò)上述操作可靠地設(shè)定在-1到_5kPa的 范圍內(nèi)。具體地，重要的是產(chǎn)生朝向負(fù)壓方向的壓力變化，其具有比與預(yù)定壓差(運(yùn)動(dòng)閾 值)相當(dāng)?shù)闹蹈蟮闹?，其中，作為活?dòng)壁的塞子5b的移動(dòng)在所述預(yù)定壓差下開(kāi)始。這樣， 噴射之前的容器內(nèi)部壓力可以可靠地設(shè)定為壓力為負(fù)的狀態(tài)，并且不會(huì)出現(xiàn)過(guò)負(fù)壓狀態(tài)。應(yīng)當(dāng)注意，塞子5b的移動(dòng)量和容器內(nèi)的壓力變化由此時(shí)的容器體積唯一確定，因 此，在控制部?jī)?nèi)可以提供在容器使用之前基于容器體積確定移動(dòng)量的表格。圖4C 噴射頭帽21打開(kāi)，執(zhí)行開(kāi)始噴射的準(zhǔn)備。這里，藥物儲(chǔ)器2內(nèi)部的壓力可 靠地保持為負(fù)壓，從而不會(huì)出現(xiàn)藥物從噴射嘴泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。圖4D 驅(qū)動(dòng)噴射能量生成元件Ib以噴射藥物4。在上述吸入裝置中，噴射的藥物 通過(guò)允許使 用者吸入藥物而輸送給使用者。在噴射期間，容納在藥物儲(chǔ)器2中的藥物減少， 因此，容器的內(nèi)部壓力向負(fù)壓方向改變。因此，塞子5b遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)軸8，不與其連接，從而可以 保持預(yù)定的內(nèi)部壓力。這樣，塞子5b設(shè)定為可相對(duì)于容器主體5a滑動(dòng)移動(dòng)的狀態(tài)，使得藥 物儲(chǔ)器的容積可以在藥物儲(chǔ)器內(nèi)的負(fù)壓超過(guò)_5kPa時(shí)減小。因此，即使容器的內(nèi)部壓力瞬 間超過(guò)-1到_5kPa的范圍，內(nèi)部壓力也在經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間之后保持在-1到_5kPa的范圍內(nèi)。圖4E 在噴射預(yù)定劑量之后，噴射頭帽21關(guān)閉，吸入裝置進(jìn)入保護(hù)噴嘴的儲(chǔ)存模 式。(壓力控制單元)這里，參考圖3A和3C，對(duì)在本實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)上述壓力控制的壓力控制單元進(jìn)行描 述。圖3C以放大方式顯示了塞子感測(cè)/吸收部9的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明中的壓力控制單元是在 噴射之前使塞子5b移動(dòng)的機(jī)構(gòu)。在不進(jìn)行噴射的儲(chǔ)存狀態(tài)(圖4A)下，附接于驅(qū)動(dòng)軸8的末端上的塞子感測(cè)/吸 收部9的電磁體9d處于斷電狀態(tài)。塞子5b和塞子感測(cè)/吸收部9通過(guò)齒輪馬達(dá)10的控 制旋轉(zhuǎn)以5毫米的間隔布置。控制部24執(zhí)行對(duì)齒輪馬達(dá)10的控制(圖5)。每當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸8 的當(dāng)前位置改變時(shí)，控制部24將該位置存儲(chǔ)在EEPROM中。當(dāng)存在確定與控制相關(guān)的位置 的必要時(shí)，控制部24讀出位置信息，并且控制齒輪馬達(dá)10。這樣，電磁體9d保持在斷電狀 態(tài)，因此，塞子5b中的銜鐵6和塞子感測(cè)/吸收部9不會(huì)彼此拉動(dòng)。因此，當(dāng)藥物儲(chǔ)器2內(nèi) 的壓力和外部空氣的壓力之差超過(guò)士5kPa時(shí)，塞子5b可相對(duì)于容器主體5a滑動(dòng)移動(dòng)，使 得藥物儲(chǔ)器的容積可以增大或減小。接下來(lái)，對(duì)實(shí)現(xiàn)圖4B所示壓力控制步驟的特殊結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。在圖3A中，驅(qū)動(dòng)軸 8由兩個(gè)齒輪支撐，所述齒輪是導(dǎo)向齒輪32和附接到齒輪馬達(dá)10的旋轉(zhuǎn)軸上的齒輪。在 執(zhí)行用于藥物儲(chǔ)器2內(nèi)部的壓力控制的情況下，控制部24驅(qū)動(dòng)齒輪馬達(dá)10，并且使驅(qū)動(dòng)軸 8沿方向A移動(dòng)。感測(cè)杠桿9a設(shè)置在塞子感測(cè)/吸收部9的最末端部分上，在所述最末端 部分中，塞子感測(cè)/吸收部9接觸塞子5b，并且電氣連接部9b設(shè)置在感測(cè)杠桿9a內(nèi)側(cè)。當(dāng)塞子感測(cè)/吸收部9接觸塞子5b時(shí)，設(shè)置在感測(cè)部9和杠桿9a之間的彈簧9e壓縮，從而 使電氣連接部9b接觸位于感測(cè)部9 一側(cè)的電氣連接部9c。控制部24感測(cè)該電氣導(dǎo)通，從 而感測(cè)到感測(cè)部9已經(jīng)接觸塞子5b。此后，控制部24接通電磁體9d，并且使塞子5b和驅(qū)動(dòng)軸8 (塞子感測(cè)/吸收部9) 通過(guò)電磁體9d和銜鐵6之間的吸引力彼此固定和聯(lián)接。在這種況態(tài)下，控制部24驅(qū)動(dòng)齒 輪馬達(dá)10，并且使塞子5b沿方向B移動(dòng)預(yù)定量。此后，控制部24使電磁體9d斷電，通過(guò)齒 輪馬達(dá)10使驅(qū)動(dòng)軸8沿方向B移動(dòng)，并且使塞子感測(cè)/吸收部9和塞子5b彼此分開(kāi)。這 樣，塞子5b從驅(qū)動(dòng)軸8釋放，并且變?yōu)樽杂蔂顟B(tài)。在藥物儲(chǔ)器2的內(nèi)部壓力低于_5kPa的 情況下，塞子5b沿方向A移動(dòng)。這樣，噴射之前的容器的內(nèi)部壓力可以設(shè)定在-1到_5kPa 的范圍內(nèi)。在圖4C所示的帽打開(kāi)步驟和圖4E所示的進(jìn)入儲(chǔ)存模式的步驟中，控制部24控制 馬達(dá)22的旋轉(zhuǎn)，并且打開(kāi)/關(guān)閉噴射頭帽21。圖5顯示了圖1、圖2和圖3A-3C所示的藥物噴射裝置的電氣結(jié)構(gòu)圖。附圖標(biāo)記1 表示噴射頭。附圖標(biāo)記10表示齒輪馬達(dá)，其能夠使圖3A所示驅(qū)動(dòng)軸8沿方向A或方向B移 動(dòng)。附圖標(biāo)記11-14表示多個(gè)操作開(kāi)關(guān)。附圖標(biāo)記15表示液晶顯示部，其顯示用于操作圖 1所示裝置的信息。附圖標(biāo)記22表示馬達(dá)，其控制噴射頭帽21的開(kāi)/關(guān)，所述噴射頭帽密 閉地蓋住噴射頭1的噴嘴表面。附圖標(biāo)記23表示開(kāi)關(guān)，其控制供應(yīng)給本裝置的電路的電源 的開(kāi)/關(guān)。附圖標(biāo)記24表示控制本裝置的電路的控制部?？刂撇?4包括非易失性存儲(chǔ)器 (EEPROM)，其存儲(chǔ)有關(guān)驅(qū)動(dòng)軸8當(dāng)前受控所在位置等的最新信息。附圖標(biāo)記51表示壓力傳 感器，其布置在空氣路徑7中，并且能夠感測(cè)當(dāng)使用者開(kāi)始吸入時(shí)在空氣路徑中產(chǎn)生的負(fù) 壓。附圖標(biāo)記52表示用于感測(cè)當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸8遠(yuǎn)離塞子5b達(dá)到最大程度時(shí)可檢測(cè)到的原位置 的傳感器。根據(jù)由該傳感器檢測(cè)到的位置控制驅(qū)動(dòng)軸8。 (吸入裝置的使用實(shí)例)沿圖6所示流程描述吸入裝置的使用實(shí)例。當(dāng)使用者按下0N/0FF開(kāi)關(guān)23時(shí)，控制部24感測(cè)該動(dòng)作，并且打開(kāi)整個(gè)吸入裝置 的電源(S601)。此后，控制部24進(jìn)行吸入裝置的初始設(shè)定(S602)。在初始設(shè)定時(shí)，控制 部24讀取壓力傳感器51的值，并存儲(chǔ)該值作為確定在感測(cè)到吸入時(shí)和之后不進(jìn)行吸入的 數(shù)值。噴射頭部1和藥物儲(chǔ)器2可從吸入裝置上拆下，因此，控制部24判斷它們是否插入 (S603)，并且在未插入的情況下在顯示部15上顯示信息“插入藥物噴射筒”兩秒鐘(S604)。在判斷噴射頭部1和藥物儲(chǔ)器2插入的情況下，控制部24執(zhí)行例行處理以準(zhǔn)備打 開(kāi)噴射頭帽21，如下所述。首先，控制部24電氣判斷感測(cè)杠桿9是否與塞子5b接觸(S605)。 在感測(cè)杠桿9不與塞子5b接觸的情況下，控制部24在感測(cè)到該接觸之前驅(qū)動(dòng)齒輪馬達(dá)10， 使得驅(qū)動(dòng)軸8可以沿方向A移動(dòng)(S606)?？刂撇?4在感測(cè)到上述接觸的狀態(tài)下接通電磁 體9d (S607)。電磁體9d由控制部24接通，由此，塞子5b和驅(qū)動(dòng)軸8通過(guò)銜鐵6和電磁體 9d之間的吸引力彼此形成一體。此后，控制部24驅(qū)動(dòng)齒輪馬達(dá)10，使得驅(qū)動(dòng)軸8可以沿方 向B移動(dòng)0. 6毫米(S608)。在該使用實(shí)例中，容器5a的材料為玻璃，其內(nèi)徑為6. 5毫米， 其長(zhǎng)度為45毫米。塞子5b的材料為丁基橡膠，其外徑為6. 65毫米。在這種條件下進(jìn)行實(shí) 驗(yàn)的情況下，運(yùn)動(dòng)閾值是大約士5kPa。此外，藥物儲(chǔ)器的初始容積為1毫升，通過(guò)使塞子5b 移動(dòng)0. 6毫米可以實(shí)現(xiàn)_6kPa的壓力變化。因此，塞子5b以上述值移動(dòng)。
此后，電磁體9d斷電，使驅(qū)動(dòng)軸8沿方向B移動(dòng)5毫米，由此，將驅(qū)動(dòng)軸8與塞子5b拉開(kāi)(S609)。接下來(lái)，控制部24驅(qū)動(dòng)馬達(dá)22以打開(kāi)噴射頭帽21 (S610)。這樣，噴射準(zhǔn) 備完成，因此，在顯示部15上顯示信息“噴射準(zhǔn)備就緒”(S611)。如上所述，希望的是，在本 發(fā)明的壓力控制方法中，在開(kāi)始吸入之前，響應(yīng)于噴射頭帽21的打開(kāi)定時(shí)產(chǎn)生壓力變化。 例如，當(dāng)使用者如上所述接通吸入裝置的電源時(shí)，可以判斷要進(jìn)行吸入，隨后，可以進(jìn)行后 續(xù)的壓力控制。此外，只是電源已經(jīng)接通不總是表示使用者希望吸入，因此，可以單獨(dú)提供 裝置進(jìn)入吸入模式的另一例行處理。如上所述，在有必要打開(kāi)噴射頭帽21的情況下，希望 執(zhí)行與打開(kāi)定時(shí)相對(duì)應(yīng)的壓力控制。接下來(lái)，當(dāng)感測(cè)到使用者進(jìn)行吸入時(shí)(S612)，在預(yù)定條件下驅(qū)動(dòng)噴射能量生成元 件lb，從而噴射藥物(S613)。注意通過(guò)檢測(cè)由使用者吸氣而在空氣路徑7中產(chǎn)生的壓力變 化，例如如果壓力傳感器51設(shè)置在空氣路徑7中，可以實(shí)現(xiàn)這種吸入感測(cè)。在噴射結(jié)束之后，控制部24控制馬達(dá)22以關(guān)閉噴射頭帽21 (S614)。最后，關(guān)閉電 源，步驟進(jìn)行到儲(chǔ)存狀態(tài)(S615)。這樣，在噴射之前容器的內(nèi)部壓力可以可靠地設(shè)定在處于固定范圍內(nèi)的負(fù)壓狀 態(tài)，從而可以從噴射的初始時(shí)間段開(kāi)始實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定噴射。(壓力控制單元的第二實(shí)施例)接下來(lái)，對(duì)用于控制容器內(nèi)部壓力的單元的第二實(shí)施例進(jìn)行描述。在第一實(shí)施例 中，作為活動(dòng)壁的塞子5b可滑動(dòng)移動(dòng)，因此，沿容器的向外方向拉動(dòng)塞子5b，從而降低容器 的內(nèi)部壓力。在本實(shí)施例中，利用塞子5c增大容器的內(nèi)部容積，從而減小內(nèi)部壓力，其中， 連通管3固定于該塞子5c上。例如，塞子5c還設(shè)計(jì)成可相對(duì)于容器滑動(dòng)，并且容器主體5a在打開(kāi)噴射頭帽之前 后退(沿圖3A中的方向B移動(dòng))。不希望藥物儲(chǔ)器2與噴射頭的連通解除，因此，希望連 通管3和塞子5c之間的位置關(guān)系固定。在上下文中，容器主體5a移動(dòng)，由此，塞子5c相對(duì) 于容器5a相對(duì)滑動(dòng)，從而可以增大容器的容積。作為用于使容器5a移動(dòng)的單元，可以是其 中設(shè)置有固定支撐容器5a的夾具的單元，夾具本身通過(guò)齒條-小齒輪機(jī)構(gòu)或千斤頂機(jī)構(gòu)移 動(dòng)。(壓力控制單元的第三實(shí)施例)接下來(lái)，對(duì)用于控制容器內(nèi)部壓力的單元的第三實(shí)施例進(jìn)行描述。圖7A 圖7A顯示了不進(jìn)行噴射的儲(chǔ)存狀態(tài)。這里，在下列前提下進(jìn)行描述，塞子 5b可相對(duì)于容器主體5a滑動(dòng)，使得當(dāng)藥物儲(chǔ)器2的內(nèi)部壓力和外部空氣的壓力之差超過(guò) 士3kPa時(shí)，藥物儲(chǔ)器的容積可以增大或減小。該閾值由容器主體5a的材料和尺寸以及塞 子5b的材料和尺寸唯一確定。在這種情況下，由于外部空氣環(huán)境在儲(chǔ)存期間改變的事實(shí)， 藥物儲(chǔ)器2的內(nèi)部壓力變成最大比外部空氣壓力高3kPa的正壓，變成最小比外部空氣壓力 低3kPa的負(fù)壓。然而，存在下列可能性，即，當(dāng)作為保護(hù)噴嘴的部件的噴射頭帽21打開(kāi)并 且噴射在此狀態(tài)下開(kāi)始時(shí)，藥物儲(chǔ)器2中的壓力可能為正壓，這是所不希望的。這是因?yàn)?當(dāng)藥物儲(chǔ)器2內(nèi)的壓力為正壓時(shí)，不僅不能進(jìn)行正確的噴射，而且應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，在一些情況 下，藥物在噴射頭帽打開(kāi)時(shí)有可能從噴嘴泄漏。圖7B 在本文中，在打開(kāi)噴射頭帽之前，執(zhí)行壓力控制以便將藥物儲(chǔ)器2的內(nèi)部可 靠地設(shè)定為負(fù)壓。這里，為了使容器的內(nèi)部壓力可以向負(fù)壓方向改變_4kPa，塞子5c彎曲，使得藥物儲(chǔ)器的容積可以增大。這樣，即使容器內(nèi)部處于最大+3kPa的正壓狀態(tài)，容器內(nèi)部 可以可靠地設(shè)定為負(fù)壓。同時(shí)，如果容器內(nèi)部處于最小_3kPa的負(fù)壓狀態(tài)，容器內(nèi)部在塞子 3b彎曲之后立即暫時(shí)地變?yōu)開(kāi)7kPa的負(fù)壓狀態(tài)，使得容器主體5a的容積能以同樣的方式增 大。然而，-7kPa的負(fù)壓在這種情況下超過(guò)塞子5b的運(yùn)動(dòng)閾值，因此，塞子5b朝向容器內(nèi) 部運(yùn)動(dòng)。隨后，當(dāng)容器的內(nèi)部壓力恢復(fù)到大約_3kPa的負(fù)壓狀態(tài)時(shí)，塞5b的運(yùn)動(dòng)停止。具 體地，不管容器儲(chǔ)存藥物時(shí)的容器內(nèi)部壓力值如何，噴射之前的容器內(nèi)部壓力可以通過(guò)上 述操作可靠地設(shè)定在-1到_3kPa的范圍內(nèi)。具體地，重要的是產(chǎn)生朝向負(fù)壓方向的壓力變化，其具有比與預(yù)定壓差(運(yùn)動(dòng)閾 值)相當(dāng)?shù)闹蹈蟮闹?，其中，作為活?dòng)壁的塞子5b的運(yùn)動(dòng)在所述預(yù)定壓差下開(kāi)始。這樣， 在噴射之前的容器內(nèi)部壓力可以可靠地設(shè)定為壓力為負(fù)的正常狀態(tài)，并且不會(huì)出現(xiàn)過(guò)負(fù)壓 狀態(tài)。應(yīng)當(dāng)注意，塞子5c的彎曲量和容器內(nèi)的壓力變化由此時(shí)的容器體積唯一確定，因 此，在控制部?jī)?nèi)可以提供在容器使用之前基于容器體積確定彎曲量的表格。本發(fā)明的藥物噴射裝置可用于除了藥物吸入之外的多種用途。例如，藥物噴射裝 置可用作空氣清新劑等的噴霧裝置，奢侈品(如尼古丁)的吸入裝置等。如上所述，本發(fā)明 的藥物噴射裝置適用于需要可靠和衛(wèi)生噴射的各種應(yīng)用。本發(fā)明不局限于上述實(shí)施例，在本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以進(jìn)行各種變形 和改進(jìn)。因此 ，下列權(quán)利要求用于告知公眾本發(fā)明的范圍。本申請(qǐng)要求提交于2008年3月18日的日本專(zhuān)利申請(qǐng)No. 2008-069720的優(yōu)先權(quán)， 其在此全文引入作為參考。
權(quán)利要求
一種藥物噴射裝置，包括藥物噴射部，其包括噴射嘴和產(chǎn)生用于將藥物從噴射嘴噴出的能量的元件；藥物容器部，其與藥物噴射部相聯(lián)并且容納藥物；活動(dòng)壁，其位置能改變，使得所述藥物容器部的容積能夠根據(jù)藥物容器部?jī)?nèi)外之間的預(yù)定壓力差而改變，所述活動(dòng)壁設(shè)置在所述藥物容器部上；和壓力控制單元，其用于在所述藥物容器部?jī)?nèi)部沿負(fù)壓方向產(chǎn)生壓力變化，所述壓力變化具有比與所述預(yù)定壓力差相當(dāng)?shù)闹蹈蟮闹怠?br> 2.如權(quán)利要求1所述的藥物噴射裝置，其中，所述元件包括給藥物施加熱能的電熱換 能器和給藥物施加機(jī)械能的電氣機(jī)械換能器之一。
3.如權(quán)利要求1或2所述的藥物噴射裝置，還包括保護(hù)噴射嘴的保護(hù)部件， 其中，所述壓力變化響應(yīng)于噴射嘴在保護(hù)部件作用下的打開(kāi)定時(shí)而產(chǎn)生。
4.如權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的藥物噴射裝置，還包括用于使所述壓力控制單元 從所述活動(dòng)壁釋放的單元。
5.一種用于藥物噴射裝置的控制方法，所述藥物噴射裝置包括藥物噴射部，其包括噴射嘴和產(chǎn)生用于將藥物從所述噴射嘴噴出的能量的元件； 藥物容器部，其與所述藥物噴射部相聯(lián)并且容納藥物；活動(dòng)壁，其位置能改變，使得所述藥物容器部的容積能夠根據(jù)藥物容器部?jī)?nèi)外之間的 預(yù)定壓力差而改變，所述活動(dòng)壁設(shè)置在所述藥物容器部上，從而噴射藥物， 所述控制方法包括增大藥物容器部的容積，以便在藥物容器部?jī)?nèi)部沿負(fù)壓方向產(chǎn)生壓力變化，所述壓力 變化具有比與所述預(yù)定壓力差相當(dāng)?shù)闹蹈蟮闹担?打開(kāi)保護(hù)噴射嘴的保護(hù)部件；和 驅(qū)動(dòng)所述元件噴射藥物。
全文摘要
本發(fā)明提供了藥物噴射裝置和用于該藥物噴射裝置的控制方法，所述藥物噴射裝置能夠通過(guò)將藥物儲(chǔ)器(2)的內(nèi)部壓力在每次噴射時(shí)間的初始時(shí)間段中可靠地設(shè)定為負(fù)壓來(lái)實(shí)現(xiàn)正確噴射。容納藥物(4)的藥物容器部(2)與藥物噴射部(1)相聯(lián)，所述藥物噴射部包括噴射嘴(1a)和元件(1b)，藥物(4)從所述噴射嘴噴出，所述元件產(chǎn)生用于將藥物(4)從噴射嘴(1a)噴出的能量。作為活動(dòng)壁的塞子(5b)位置可變，使得藥物容器部(2)的容積可以根據(jù)藥物容器部(2)的內(nèi)部和外部之間的預(yù)定壓差增大或減小。在打開(kāi)噴射頭帽(21)之前，容積增大以產(chǎn)生沿負(fù)壓方向的壓力變化，其具有比與所述預(yù)定壓差相當(dāng)?shù)闹蹈蟮闹怠?br> 文檔編號(hào)A61M15/00GK101970035SQ200980108950
公開(kāi)日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2009年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月18日
發(fā)明者浜野宗二 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社