特開 2017-185488 流体噴射および気化装置、ならびにそれらのメンテナンス装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-185488(P2017-185488A)

(43)【公開日】2017年10月12日

(54)【発明の名称】流体噴射および気化装置、ならびにそれらのメンテナンス装置

(51)【国際特許分類】

   B05B 15/02 20060101AFI20170919BHJP

   A24F 47/00 20060101ALI20170919BHJP

   B08B 1/00 20060101ALI20170919BHJP

   A61M 15/06 20060101ALI20170919BHJP

【ＦＩ】

   B05B15/02

   A24F47/00

   B08B1/00

   A61M15/06 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2017-76883(P2017-76883)

(22)【出願日】2017年4月7日

(31)【優先権主張番号】15/094,107

(32)【優先日】2016年4月8日

(33)【優先権主張国】US

(71)【出願人】

【識別番号】000201113

【氏名又は名称】船井電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100148460

【弁理士】

【氏名又は名称】小俣 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100168125

【弁理士】

【氏名又は名称】三藤 誠司

(72)【発明者】

【氏名】ノラサック・サム

【テーマコード（参考）】

3B116

4D073

【Ｆターム（参考）】

3B116AA46

3B116AB54

3B116BA03

3B116BA22

3B116BA31

4D073AA10

4D073BB03

4D073CA19

4D073CB04

4D073CC09

(57)【要約】

【目的】流体噴射および気化装置、ならびにそれらのメンテナンス装置を提供する。
【解決手段】メンテナンス装置は、前記流体噴射および気化装置の噴射ヘッドを掃引するワイパーブレードと、前記ワイパーブレードと係合して、前記流体噴射および気化装置を流れる空気の流れにより動作し、前記噴射ヘッドを横切って前記ワイパーブレードを移動させる空気作動機構と、を備える。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体噴射および気化装置のメンテナンス装置であって、
前記流体噴射および気化装置の噴射ヘッドを掃引するワイパーブレードと、
前記ワイパーブレードと係合し、前記流体噴射および気化装置を流れる空気の流れにより動作し、前記噴射ヘッドを横切って前記ワイパーブレードを移動させる空気作動機構と、を備える
流体噴射および気化装置のメンテナンス装置。

【請求項2】

前記空気作動機構が、前記流体噴射および気化装置内で固定された第１端及び前記第１端に対して移動可能な第２端を含み、
前記第２端が前記ワイパーブレードと係合した
請求項１に記載のメンテナンス装置。

【請求項3】

前記ワイパーブレードが、前記流体噴射および気化装置内の前記噴射ヘッドと気化ヒーターの間に配置された
請求項１または２に記載のメンテナンス装置。

【請求項4】

前記空気作動機構の前記第２端に連結されたアームをさらに備え、
前記空気作動機構が前記アームを経由して前記ワイパーブレードと係合した
請求項２に記載のメンテナンス装置。

【請求項5】

前記空気作動機構が、空気嚢を含む
請求項１から４のいずれか１項に記載のメンテナンス装置。

【請求項6】

前記空気嚢が、バネベローズを含む
請求項1から４のいずれか１項に記載のメンテナンス装置。

【請求項7】

前記空気作動機構が、空気作動フラッパーを含む
請求項１から４のいずれか１項に記載のメンテナンス装置。

【請求項8】

前記空気作動フラッパーが、さらに、前記空気作動フラッパーを第１位置に偏向するためのバネを含む
請求項７に記載のメンテナンス装置。

【請求項9】

前記空気作動機構が、前記流体噴射および気化装置により生成された蒸気を吸入することによって作動する
請求項１から８のいずれか１項に記載のメンテナンス装置。

【請求項10】

前記空気作動機構が、前記気化ヒーターの前記マウスピースに近い側の前記流体噴射および気化装置の前記気化ヒーターと前記マウスピースの間に配置された
請求項１から９のいずれか１項に記載のメンテナンス装置。

【請求項11】

前記空気作動機構の前記第２端が前記空気の流れにより移動して、前記ワイパーブレードを第１位置から第２位置に向かって前記噴射ヘッドを横切るように移動させる
請求項１０に記載のメンテナンス装置。

【請求項12】

前記空気作動機構が、さらに付勢装置を備え、前記空気の流れが止まった時に前記第２位置から前記第１位置に前記ワイパーブレードを戻すために、付勢装置により偏向される
請求項１１に記載のメンテナンス装置。

【請求項13】

前記空気が前記流体噴射および気化装置の前記マウスピースを流れる
請求項１１に記載のメンテナンス装置。

【請求項14】

請求項１から１３のいずれか１項に記載の前記メンテナンス装置を含む
流体噴射および気化装置。

【請求項15】

前記流体噴射および気化装置が、電子煙草を含む
請求項１４に記載の流体噴射および気化装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、流体噴射および気化装置、ならびに流体噴射および気化装置に用いるメンテナンス装置および方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

微小流体（microfluidic）噴射構造の応用の一つは、二次機能を実行することのできる装置に溶液を噴射することである。一般的な二次機能は、ヒーターを使用して溶液を気化させることにより、溶液の内容物を気化させ、溶液をガス状物質として運ぶことである。このような技術の応用は、電子煙草の調量および気化装置、蒸気療法、ガス状薬剤送達、マイクロラボ（micro-labs）の気相反応等を含むが、これらに限定されない。これらの応用では、いずれも微小流体噴射ヘッドを使用して、加熱した表面に流体を噴射し、流体を排出管の中に気化させる。いくつかの応用では、噴射させたい流体が相対的に低い蒸発温度を有するため、噴射ヘッド内の噴射ノズルにより、時間をかけて蒸発させることができる。他の応用において、流体が噴射ヘッドの上に残留物を残すことがあるため、時間が経つと、流体が噴射ヘッドから適切に噴射されるのを妨げたり、あるいは、噴射ノズルを詰まらせることもある。このような装置は小型であるため、装置を維持して精密な流体噴射を得ることは困難である。従来の微小流体噴射ヘッドのメンテナンス装置は、噴射ヘッドをクリーニングするために、比較的大きな面積を必要とする。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

したがって、噴射ヘッドのクリーニングを行い、流体の適切な噴射を維持することのできるメンテナンス装置が必要である。

【課題を解決するための手段】

【0004】

以上のように、本発明の１つの実施形態は、流体噴射および気化装置のメンテナンス装置を提供する。メンテナンス装置は、前記流体噴射および気化装置の噴射ヘッドを掃引する（sweeping）ワイパーブレード（wiper blade）と、前記ワイパーブレードと係合し、前記流体噴射および気化装置を流れる空気の流れにより動作し、前記噴射ヘッドを横切って前記ワイパーブレードを移動させる空気作動機構と、を備える。

【0005】

メンテナンス装置において、前記空気作動機構は、前記流体噴射および気化装置内で固定された第１端及び前記第１端に対して移動可能な第２端を含み、前記第２端は、前記ワイパーブレードと係合される。

【0006】

メンテナンス装置は、前記空気作動機構の前記第２端に連結されたアームをさらに備え、前記空気作動機構が前記アームを経由して前記ワイパーブレードに係合される。

【0007】

いくつかの実施形態において、空気作動機構は、さらに付勢装置を備え、空気流が止まった時に第２位置から第１位置にワイパーブレードを戻すために、付勢装置（biasing device）により偏向される。

【0008】

別の実施形態において、空気作動機構は、空気嚢（air bladder）、バネベローズ（spring bellows）、および空気作動フラッパー（flapper）から選択される。

【0009】

１つの実施形態において、空気作動機構は、空気作動フラッパーを第１位置に偏向するためのバネを有する空気作動フラッパーである。

【0010】

いくつかの実施形態において、流体噴射および気化装置により生成された蒸気を吸入することによって、空気が流体噴射および気化装置を流れるようにする。

【0011】

別の実施形態において、ワイパーブレードは、流体噴射および気化装置内の噴射ヘッドと気化ヒーターの間に配置される。

【0012】

別の実施形態において、空気作動機構は、気化ヒーターのマウスピースに近い側の流体噴射および気化装置の気化ヒーターとマウスピースの間に配置される。

【0013】

前記空気作動機構の前記第２端は、前記空気の流れにより移動して、前記ワイパーブレードを第１位置から第２位置に向かって前記噴射ヘッドを横切るように移動させる。

【0014】

前記空気作動機構は、さらに付勢装置を備え、前記空気の流れが止まった時に前記第２位置から前記第１位置に前記ワイパーブレードを戻すために、付勢装置により偏向される。

【0015】

前記空気は、前記流体噴射および気化装置の前記マウスピースを流れる。

【0016】

別の実施形態において、前記メンテナンス装置を備える流体噴射および気化装置を提供する。

【0017】

いくつかの実施形態において、流体噴射および気化装置は、電子煙草である。

【0018】

以下の詳細な説明、図面、および特許請求の範囲を参照して、本発明の他の特徴および利点を証明する。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明に係る流体噴射および気化装置に用いる噴射ヘッドの概略図である。

【図2】本発明の第１実施形態に係るクリーニング装置を含む流体噴射および気化装置において、クリーニング装置のワイパーブレードが第１位置にある時の側面概略図である。

【図3】本発明の第１実施形態に係るクリーニング装置を含む流体噴射および気化装置において、クリーニング装置のワイパーブレードが第２位置にある時の側面概略図である。

【図4】本発明の第１実施形態に係る流体噴射および気化装置において、クリーニング装置のワイパーブレードが第２位置から第１位置に向かって噴射ヘッドを横切るよう移動した時の側面概略図である。

【図5】本発明の第１実施形態に係るワイパーブレードおよび空気作動機構の側面概略図である。

【図6】本発明の第１実施形態に係るワイパーブレードおよび空気作動機構の前面概略図である。

【図7】本発明の第２実施形態に係るクリーニング装置を含む流体噴射および気化装置において、クリーニング装置のワイパーブレードが第１位置にある時の流体噴射および気化装置の側面概略図である。

【図8】本発明の第２実施形態に係るクリーニング装置を含む流体噴射および気化装置において、クリーニング装置のワイパーブレードが第２位置にある時の側面概略図である。

【図9】本発明の第２実施形態に係る流体噴射および気化装置において、クリーニング装置のワイパーブレードが第２位置から第１位置に向かって噴射ヘッドを横切るよう移動した時の側面概略図である。

【図10】本発明の第２実施形態に係るワイパーブレードおよび空気作動機構の前面概略図である。

【図11】本発明の第２実施形態に係るワイパーブレードおよび空気作動機構の側面概略図である。

【図12】本発明の第３実施形態に係るクリーニング装置を含む流体噴射および気化装置において、クリーニング装置のワイパーブレードが第１位置にある時の側面概略図である。

【図13】本発明の第３実施形態に係るクリーニング装置を含む流体噴射および気化装置において、クリーニング装置のワイパーブレードが第２位置にある時の側面概略図である。

【図14】本発明の第３実施形態に係る流体噴射および気化装置において、クリーニング装置のワイパーブレードが第２位置から第１位置に向かって噴射ヘッドを横切るよう移動した時の側面概略図である。

【図15】本発明の第３実施形態に係るワイパーブレードおよび空気作動機構の側面概略図である。

【図16】本発明の第３実施形態に係るワイパーブレードおよび空気作動機構の前面概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

本発明は、図２〜図４、図７〜図９、および図１２〜図１４に概略的に示した流体噴射および気化装置、ならびに図５〜図６、図１０〜図１１、および図１５〜図１６に概略的に示したメンテナンス装置に関するものである。ここで説明する全ての実施形態において、流体は、噴射ヘッド１０（図１）から気化ヒーター１２に噴射され、流体は、気化されて、流体噴射および気化装置２０の外のマウスピース２２に流出する。噴射ヘッド１０から噴射された流体は、噴射ヘッド１０内の噴射ノズル１６を介して流体リザーバ（reservoir）１４によって提供される。噴射ヘッド１０は、感熱式（thermal）微小流体噴射ヘッド、または気泡ポンプ（bubble pump）微小流体噴射ヘッドであってもよい。噴射ヘッド１０からの流体噴射を制御することにより、流体噴射および気化装置の使用者に所定量の蒸気を提供する。いくつかの実施形態において、流体噴射および気化装置は、電子煙草である。別の実施形態において、流体噴射および気化装置は、蒸気療法、または気化した医薬組成物の送達に用いる装置であってもよい。特定の流体噴射および気化装置に関わらず、メンテナンス装置の操作原理は、通常、同じである。

【0021】

例えば、図２〜図６を参照しながら、本発明の第１実施形態に係る流体噴射および気化装置２０について説明する。図１を参照すると、上述したように、この装置２０は、幅広い種類の応用に使用され、噴射ヘッド１０により液体を気化ヒーター１２に噴射して、蒸気流を提供する。この装置２０は、通常、電子煙草のような携帯用装置であり、装置２０によって生成された蒸気を吸入するためのマウスピース２２を有する。マウスピース２２は、蒸気を装置２０の外に流出させるための蒸気排出導管２４を含んでもよい。上述したように、噴射ヘッド１０のノズル１６が詰まる、あるいは狭くなることによって、流体噴射を妨げたり減らしたりしないように、噴射ヘッド１０から屑や汚れを除去する必要がある。しかしながら、流体噴射および気化装置２０は小型であるため、従来の噴射ヘッドクリーニングメカニズムはどれを使用しても困難である。

【0022】

したがって、図２〜図６を参照すると、マウスピース２２に吸引を適用した時に図２に示した第１位置から図３に示した第２位置に向かって噴射ヘッド１０を横切るようワイパーブレード２８（図６）を移動させるために用いるベローズ２６または空気嚢(air bladder)等の空気作動機構を示す。図２〜図４において、ベローズ２６の第１端３０は、装置２０内で固定または静止しており、ベローズ２６の第２端３２は、マウスピース２２に吸引を適用した時に矢印３４の方向にあるベローズ２６の第１端３０に向かって圧縮される。バネ３６等の付勢装置は、アーム３８をワイパーブレード２８（図６）に係合して、ベローズ２６の第２端３２から離れるよう移動させるため、図２に示した第１位置から図３に示した第２位置に向かって噴射ヘッド１０を横切るようワイパーブレード２８を掃引する。アーム３８は、ゴムまたは薄いプラスチック等の弾性連結、またはヒンジ３９により、ベローズ２６の第２端３２に係合される。マウスピース２２から吸引が排除された時、ベローズ２６は、図４に示した非圧縮状態に戻るため、再度第２位置（図３）から第１位置（図４）に向かって噴射ヘッド１０を横切るようワイパーブレード２８を掃引する。ベローズ２６の端３０および３２は、内部または外部のバネにより互いから離れるように偏向される。流体噴射および気化装置２０を通過してベローズ２６を圧縮させる空気移動は、矢印４０で示してある（図３）。

【0023】

ベローズ２６が図２および図４に示した非圧縮状態にある時、アーム３８は、ベローズ２６の第２端３２に対して９０度より小さい（例えば、約２０度から約５０度まで、または約３０度〜約４５度までの）角度４１にある。ベローズ２６が図３に示した圧縮状態にある時、アーム３８は、実質的に、ベローズ２６の第２端３２に対して垂直（例えば、ベローズ２６の第２端３２に対して約４５度から約９０度未満までの角度）であってもよい。

【0024】

図７〜図１１を参照しながら、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態では、上述したベローズ２６の代わりに、流体噴射および気化装置２０において空気フラッパー５０等の空気作動機構を使用する。噴射ヘッド１０、気化ヒーター１２、および流体リザーバ１４は、上述したように、流体噴射および気化装置２０内に配置される。

【0025】

この第２実施形態において、空気フラッパー５０は、ワイパーブレード５４に係合されたアーム５２を有し、マウスピース２２に吸引が適用された時に図７に示した第１位置から図８に示した第２位置に向かって噴射ヘッド１０を横切るようワイパーブレード５４（図１０）を移動させる。フラッパー５０およびアーム５２は、ヒンジ５６の手段により流体噴射および気化装置２０内の支持構造５８に係合される。ヒンジ５６は、支持構造５８に対してフラッパー５０およびアーム５２を回動させることができる。弱バネ６０等の付勢装置は、図７、図９、図１１に示すように、フラッパー５０と支持構造５８の間に配置され、空気フラッパー５０を第１位置に偏向する。空気フラッパー５０は、矢印４０で示した空気流路内に、支持構造５８に対して斜めに配置されるため、流体噴射および気化装置２０を流れる空気流がある時、噴射ヘッド１０を横切るようワイパーブレード５４を移動させることができる。したがって、空気フラッパー５０およびアーム５２を支持構造５８に対して約２５度から約７５度までの範囲（例えば、約３０度から約５０度まで）の角度６１にすることができる。

【0026】

図７〜図９に移動して、空気フラッパー５０の操作について概略的に説明する。図７において、マウスピース２２に吸引がないため、流体噴射および気化装置２０を流れる空気流がない。そのため、ワイパーブレード５４は、図７に示した第１位置にある。マウスピース２２に吸引を適用した時、矢印４０で示した空気が流体噴射および気化装置２０を流れて、空気フラッパー５０を支持構造５８に向かって移動させるため、図８に示すように、バネ６０を圧縮して、噴射ヘッド１０を横切るようワイパーブレード５４を移動させる。マウスピース２２の吸引が終了した時、バネ６０が空気フラッパー５０を支持構造５８から離すため、噴射ヘッド１０を反対方向に横切るようワイパーブレード５４を移動させて、図９に示した第１位置に戻る。ワイパーブレード５４が第１位置（図７および図９）から第２位置（図８）に向かって両方の方向に噴射ヘッド１０を横切るよう掃引すると、屑や超過した流体が噴射ヘッド１０の表面から除去される。ワイパーブレード５４は、弾力のある材料で作られ、ワイパーブレード５４の位置が図７〜図９において噴射ヘッド１０に接触しているかどうかに関わらず、ワイパーブレード５４が噴射ヘッド１０に接触したままでいるのに十分な量だけ屈曲する。あるいは、ワイパーブレード５４が図７〜図９に示した位置の順番に噴射ヘッド１０を横切るよう移動するとともに、アーム５２が屈曲してもよい。

【0027】

本発明の第３実施形態は、図１２〜図１６に示した通りである。本実施形態において、空気作動機構は、再度、ベローズ７０または空気嚢（air bladder）であるが、ベローズ７０の圧縮は、図１〜図６の第１実施形態の図５に示したようなアーム３８の角運動（angular movement）ではなく、ワイパーブレード７４（図１２〜図１４）に係合されたアーム７２の側方運動（lateral movement）を引き起こす。第１および第２実施形態とは異なり、第３実施形態は、第１および第２実施形態の付勢装置３６および６０を使用する必要がない。第１実施形態と同様に、ベローズ７０は、内部または外部のバネまたは付勢装置を含み、ベローズ７０を圧縮位置から非圧縮位置に戻すことができる。

【0028】

図１３において、ベローズ７０の第１端７６は、装置２０内に固定または静止しており、ベローズ７０の第２端７８は、マウスピース２２に吸引を適用した時に矢印８０の方向でベローズ７０の第１端７６に向かって圧縮される。したがって、ベローズ７０は、図１２の第１非圧縮状態で示され、ワイパーブレード７４は、噴射ヘッド１０の第１端８２に隣接する。マウスピース２２に吸引を適用した時、矢印８６で示したように、流体噴射および気化装置２０を通過する空気移動が、図１３に示すように、ベローズ７０を圧縮するため、噴射ヘッド１０の第１端８２から第２端８４に向かって噴射ヘッド１０を横切るようワイパーブレード７４を掃引する。マウスピース２２から吸引が排除された時、ベローズ７０は、図１４に示した非圧縮状態に戻るため、再度第２端８４（図１３）から第１端８２（図１４）に向かって噴射ヘッド１０を横切るようワイパーブレード７４を掃引する。

【0029】

第１実施形態と同様に、ベローズ７０の端７６および７８は、内部または外部のバネによって互いから離れるよう偏向される。流体噴射および気化装置２０を通過してベローズ７０を圧縮する空気移動は、図１３に示した通りである。

【0030】

第３実施形態の空気作動機構が他の２つの実施形態の空気作動機構よりも単純であり、且つ可動部分が少ないことが理解されよう。

【0031】

ここで説明した全ての実施形態において、流体噴射および気化装置２０は、プラスチック、金属、ガラス、セラミック等の幅広い種類の材料で作られ、これらの材料は、装置２０によって噴射および気化したい流体と互換性がある。特に適切な材料は、ポリ塩化ビニル、高密度ポリエチレン、ポリカーボネート、ステンレス鋼、サージカルスチール（surgical steel）等から選択される。流体および蒸気と接触するマウスピース２２を含む全ての部品は、プラスチックで作られてもよい。ワイパーブレードは、噴射ヘッド１０を拭き取るためのエラストマ材料（elastomeric material）、天然ゴム、フッ素ポリマー等の弾性のある材料で作られる。流体噴射および気化装置の他の構成要素と同様に、ワイパーブレードは、使用した流体および流体噴射および気化装置２０によって生成された蒸気に対して耐性のある材料で作られるべきである。

【0032】

第１および第３実施形態において、ベローズは、布、繊維ガラス、プラスチック等の弾力のある材料で作られる。第２実施形態の空気フラッパーは、金属またはプラスチック等の硬い材料で作られる。

【0033】

特定の実施形態について説明したが、現在予測不可能な代替物、修正、変更、改良、および同等物が出願人または他の当業者に起こりえる。したがって、添付の特許請求の範囲は、このようなあらゆる代替物、修正、変更、改良、および同等物を包含することが意図される。

【符号の説明】

【0034】

１０ 噴射ヘッド
１２ 気化ヒーター
１４ 流体リザーバ（reservoir）
１６ ノズル
２０ 流体噴射および気化装置
２２ マウスピース
２４ 蒸気排出導管
２６ ベローズ
２８ ワイパーブレード
３０ ベローズ２６の第１端
３２ ベローズ２６の第２端
３６ バネ
３８ アーム
３９ ヒンジ
５０ フラッパー（空気フラッパー）
５８ 支持構造
６０ 付勢装置（弱バネ）
７０ ベローズ
７６ ベローズ７０の第１端
７８ ベローズ７０の第2端
８２ 噴射ヘッド１０の第１端
８４ 噴射ヘッド１０の第２端

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】