(57)【要約】本明細書に説明されるのは、種々の用途において使用するためのガスシリンダを含む、デバイスである。用途は、ユーザの鼻粘膜への圧縮ガスの分注および投与を備えてもよい。デバイスは、概して、弁座および弁ピンから成る、一体型弁を含む。弁座のオリフィスは、ガスの流速を制限するように構成されてもよい。弁座および弁ピンを含む弁アセンブリであって、前記弁座は、あるオリフィス径を有するオリフィスを含み、前記弁ピンは、前記弁座に回転可能に連結される、弁アセンブリと、遠位端を伴う首部および内側表面を有し、かつ、圧縮ガスを含むガスシリンダと、前記弁座の少なくとも一部をガスシリンダ首部の前記遠位端または前記内側表面に固定取着するための一体型密閉部とを含む、デバイス。
2013524950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁座および弁ピンを含む弁アセンブリであって、前記弁座は、あるオリフィス径を有するオリフィスを含み、前記弁ピンは、前記弁座に回転可能に連結される、弁アセンブリと、
遠位端を伴う首部および内側表面を有し、かつ、圧縮ガスを含むガスシリンダと、
前記弁座の少なくとも一部をガスシリンダ首部の前記遠位端または前記内側表面に固定取着するための一体型密閉部と
を含む、デバイス。
【請求項２】
前記一体型密閉部は、前記弁座と前記ガスシリンダ首部の内側表面との間に溶接される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記オリフィス径は、約０．０５ｃｍから約０．３８ｃｍの範囲である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記オリフィス径は、約０．０５ｃｍである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
前記弁座は、熱可塑性ポリマーまたは金属から作製される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記熱可塑性ポリマーは、液晶ポリマー、ポリスルホン、または、ポリアクリルアミドを含む、請求項５に記載のデバイス。
【請求項７】
前記弁ピンは、熱可塑性ポリマーまたは金属から作製される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項８】
前記熱可塑性ポリマーは、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリオキシメチレン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン、または、それらのコポリマーを含む、請求項７に記載のデバイス。
【請求項９】
前記金属は、真鍮またはアルミニウムを含む、請求項７に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記圧縮ガスは、二酸化炭素、酸化窒素、酸素、ガス状酸、ヘリウム、その誘導体、および、それらの組み合わせから成る群から選択される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記圧縮ガスは、二酸化炭素を含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記弁座は、ネジ山部分を含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記弁ピンは、ネジ山部分を含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記圧縮ガスは、前記弁ピンが、第１の方向に回転されると、前記ガスシリンダから流出する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記ガスシリンダは、前記弁ピンが、前記第１の方向における転動と等量の回転によって前記第１の方向と逆方向に回転されたときに、密閉される、請求項１４に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記オリフィス径の調節は、前記圧縮ガスの流速を調節する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１７】
圧縮ガスを分注するための方法であって、
デバイスを粘膜に近接して位置付けることであって、前記デバイスは、
弁座および弁ピンを含む弁アセンブリであって、前記弁座は、あるオリフィス径を有するオリフィスを含み、前記弁ピンは、前記弁座に回転可能に連結される、弁アセンブリと、
遠位端を伴う首部および内側表面を有し、かつ、前記圧縮ガスを含むガスシリンダと、
前記弁座の少なくとも一部をガスシリンダ首部の前記遠位端または前記内側表面に固定取着するための一体型密閉部と
を含む、ことと、
前記弁ピンを第１の方向に回転させ、前記圧縮ガスが前記オリフィスを通して流動することを可能にすることと
を含む、方法。
【請求項１８】
前記弁ピンを前記第１の方向における転動と等量の回転によって前記第１の方向と逆方向に回転させ、前記ガスシリンダを密閉することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記オリフィス径の調節は、前記圧縮ガスの流速を調節する、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記圧縮ガスは、二酸化炭素、酸化窒素、酸素、ガス状酸、ヘリウム、および、それらの組み合わせから成る群から選択される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記圧縮ガスは、二酸化炭素を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
前記ガスシリンダ内の圧縮ガスによって前記弁ピンに付与される力は、約０．３ｌｂｆから約１５ｌｂｆの範囲である、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の引用）
本願は、米国仮特許出願第６１／３２６，１８３号（２０１０年４月２０日出願）に対する優先権を主張するものであり、該米国仮特許出願の全体は、参照により本明細書中に援用される。
【０００２】
本明細書に説明されるのは、一体型弁を有する、小型ガスシリンダである。より具体的には、ガスシリンダの首部の少なくとも一部に統合される、弁について、説明される。ユーザの鼻粘膜への圧縮ガス（例えば、治療用ガス）の分注および投与において、ガスシリンダを使用するための方法もまた、説明される。
【背景技術】
【０００３】
小型圧縮ガスシリンダは、典型的には、形成されたシリンダの開放端上に溶接される、薄い金属キャップとともに構築される。溶接されたキャップは、非常に効果的にシリンダ内のガスを密閉し、同時に、ガスを放出するための手段として、中実または中空ピンで容易に穿刺される。本アプローチは、水または他の飲料を炭化するために使用される、二酸化炭素充填シリンダ等、小型ガスシリンダのために広範囲に使用される。しかしながら、一般に、溶接されたキャップを穿刺するために必要とされる力は、約２００Ｎ（４５ｌｂｆ（重量ポンド））以上であり得る。ユーザは、概して、シリンダを分注デバイスに手動で添着しなければならないため、いくつかの機械的利点が、シリンダを穿刺するために十分な力を付与するために必要とされ得る。これは、典型的には、シリンダ首部またはカム駆動レバー上のネジ山を使用して、シリンダをピン内に付勢することによって、達成される。本プロセスは、ユーザにとって、煩わしくあり得る。さらに、密閉部が、ピンが、溶接されたキャップを穿刺する前に、形成されない場合、圧縮ガスは、密閉が、適切に達成されるまで、放出されるであろう。これは、単純穿刺ピン配設に関する、共通の不満である。さらに、いったん穿刺されると、シリンダは、再密閉することができない。また、シリンダの除去は、その有用寿命の終了時でさえ、残留ガスの存在のため、通常、圧縮ガスを放出させ、これは、突然かつ勢いがあり、ユーザを驚かせることになり得る。
【０００４】
Ｆｏｌｔｅｒらの特許文献１は、小型ガスシリンダの再充填を可能にするためのバネ荷重プランジャ式弁について説明している。デバイスは、２つの密閉部および圧着部を含有し、弁アセンブリを固着する。Ｆｏｌｔｅｒらのデバイスは、手動で操作されるように説明されているが、弁は、ユーザによって、開放および閉鎖可能に構成されていない。Ｆｏｌｔｅｒらの設計もまた、ユーザの粘膜表面（例えば、粘膜）へのガス流の量における調節（例えば、変動）を制限または可能にしない。さらに、本配設は、密閉部を通してのガスの浸透のため、経時的に漏出することが分かっている。
【０００５】
その結果、また、その開放のために必要とされる力を最小限にする、小型圧縮ガスシリンダの開口部を再密閉するための単純かつ低コストの構成要素を有することは、有益となるであろう。また、ユーザに、圧縮ガスの排出を防止するために、分注デバイスからの除去に先立って、シリンダを便宜的かつ容易に閉鎖させるように構成される、デバイスを有することは、有用となるであろう。設計が、ガス流の開放に先立って、ガスシリンダと分注構成要素との間に密閉を形成する際に伴う、タイミング問題を排除する場合、さらに有利となるであろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５，４１３，２３０号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書に説明されるのは、一体型弁を有する、小型ガスシリンダを含む、デバイスである。「一体型」とは、弁が、部分的または全体的に、ガスシリンダの構造内に組み込まれ、その一部を構成することを意味する。一般に、デバイスは、弁座および弁ピンを備える、一体型弁アセンブリを備える。弁座は、通常、あるオリフィス径を伴う、オリフィスを有するであろう。オリフィスの直径の調節は、概して、弁を通るガス流を調節し、可変流を提供するであろう。例えば、オリフィス径の減少は、それを通るガス流を制限するであろう。いくつかの変形例では、弁ピンは、弁座に回転可能に連結されてもよい。
【０００８】
デバイスはまた、遠位端を伴う首部および内側表面を有し、圧縮ガスを備える、ガスシリンダを含む。一体型密閉部もまた、弁座の少なくとも一部をガスシリンダ首部の遠位端または内側表面に固定取着するために含まれる。いくつかの変形例では、一体型密閉部は、弁座とガスシリンダ首部の内側表面との間に溶接される。
【０００９】
ユーザの粘膜（例えば、鼻粘膜または口腔粘膜）に分注するために、ガスシリンダ内に含まれ得る、例示的圧縮ガスは、二酸化炭素、酸化窒素、酸素、ガス状酸、ヘリウム、その誘導体、およびそれらの組み合わせを含む。
【００１０】
圧縮ガスを分注するための方法もまた、本明細書に説明される。いくつかの変形例では、方法は、デバイスを粘膜に近接して位置付けるステップであって、デバイスが、弁座および弁ピンを備える、弁アセンブリであって、弁座が、あるオリフィス径を有するオリフィスを含み、弁ピンが、弁座内に回転可能に連結される、弁アセンブリと、遠位端を伴う首部および内側表面を有し、圧縮ガスを備える、ガスシリンダと、弁座の少なくとも一部をガスシリンダ首部の遠位端または内側表面に固定取着するための一体型密閉部と、を備える、ステップと、弁ピンを第１の方向に回転させ、圧縮ガスをオリフィスを通して流動させるステップと、を含む。方法はさらに、弁ピンを第１の方向における転動と等量の回転によって第１の方向と逆方向に回転させ、ガスシリンダを密閉するステップを含んでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、例示的一体型弁を例証する。
【図２】図２は、別の変形例による、一体型弁を描写する。
【図３】図３は、図２に示される弁を使用したガス流を例証する。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本明細書に説明されるのは、それぞれ、図１および図２に示される、２つの変形例１００および２００によって例証されるように、一体型弁を有する、ガスシリンダを備える、デバイスである。前述のように、「一体型」とは、弁が、部分的または全体的に、ガスシリンダの構造内に組み込まれ、その一部を構成することを意味する。ガスシリンダは、概して、圧縮ガス、例えば、二酸化炭素、酸化窒素、酸素、ガス状酸、ヘリウム、およびそれらの組み合わせ等の治療用ガスを含む。これらの変形例は、以下により詳細に説明される。
【００１３】
本明細書に説明されるデバイスは、概して、小型圧縮ガスシリンダの首部に統合される、弁の開放および閉鎖を可能にするように構成され、これは、作動のための最小限の力を必要とする。弁は、圧縮ガスによってそれに付与される力の量が、最小限になるよう、弁ピンの直径が小さくなるように設計されてもよい。一例として、多くの市販の小型ガスシリンダは、首部直径３／８インチ（約０．９５ｃｍ）を有する。例えば、二酸化炭素シリンダは、公称内部圧力８５０ｐｓｉ（５．８６ＭＰａ）を有する。３／８インチ（約０．９５ｃｍ）直径表面に付与される、８５０ｐｓｉ（５．８６ＭＰａ）圧力は、９３ポンド（４２ｋｇ）を超える力をもたらす。したがって、安全目的のために、デバイスからのシリンダの除去に応じて、保定手段（ネジ山等）が終端される前に、ガスを通気させることが非常に重要である。そうでなければ、本力は、手動で制限され得ないため、ガスシリンダは、容易に、発射体となり得る。図１および変形例１００を参照すると、弁ピン２のネジ山部分７は、直径約１／１０インチ（約０．２５ｃｍ）を有する。８５０ｐｓｉ（５．８６ＭＰａ）における二酸化炭素の内部圧力を想定すると、ピン上に付与される、結果として生じた力は、７ポンド（３．１７ｋｇ）未満である。その結果、ネジ山抵抗が小さく（９３ｌｂｓ．（４２ｋｇ）対７ｌｂｓ．（３．１７ｋｇ））、安全上の問題が有意に少ない。図２および変形例２００を参照すると、類似設計が、弁ピン２２のネジ山部分２７とともに例証される。弁ピン２または２２は、約０．０２インチ（約０．５０ｃｍ）から約０．１５インチ（約０．３８ｃｍ）以上の範囲の任意の好適な直径であってもよく、これらのピン上に付与される、結果として生じた力は、約０．３ｌｂｆ（約０．１４重量キログラム）から１５ｌｂｆ（約６．８重量キログラム）である。しかしながら、より小さい弁ピン径は、同一程度まで、弁ピンを開放または閉鎖するために必要とされる回転の範囲が、より大きな直径を有するものと比較して、小径の弁ピンに対して大きくなるように、より小さいネジ山ピッチを必要とし得ることを理解されたい。
【００１４】
デバイスは、概して、弁座および弁ピンを備える、一体型弁アセンブリを含むように構成される。弁座は、通常、あるオリフィス径を伴う、オリフィスを有するであろう。オリフィスの直径の調節は、概して、弁を通るガス流を調節し、可変流を提供するであろう。例えば、オリフィス径の減少は、それを通るガス流を制限するであろう。いくつかの変形例では、弁ピンは、弁座内に回転可能に連結されてもよい。
【００１５】
デバイスはまた、遠位端を伴う首部および内側表面を有し、圧縮ガスを備える、ガスシリンダを含むように構成されるであろう。一体型密閉部は、弁座の少なくとも一部をガスシリンダ首部の遠位端または内側表面に固定取着するために含まれてもよい。いくつかの変形例では、一体型密閉部は、弁座とガスシリンダ首部の内側表面との間に溶接される。
【００１６】
デバイスは、任意の好適なガスをガスシリンダから分注するために使用されてもよい。例示的ガスは、限定ではないが、二酸化炭素、酸化窒素、酸素、ガス状酸、ヘリウム、その誘導体、およびそれらの組み合わせを含む。一変形例では、ガスシリンダは、ユーザの粘膜への分注のための二酸化炭素を備える。周知の製造実践が、ガスシリンダにキャップを付するために採用され、それによって、その生産費用を削減してもよい。
【００１７】
図１を参照すると、一体型弁は、弁アセンブリおよび密閉部３を備える。図１では、弁アセンブリは、弁座１および弁ピン２を含む。図２を参照すると、一体型弁はまた、弁アセンブリを備える。図２では、弁アセンブリは、弁座２１および弁ピン２２を含む。弁座２１の少なくとも一部は、その遠位端２０において、ガスシリンダ２３の首部２８の内側に固定取着される。弁座１または２１は、圧着９または溶接２９のいずれかによって、ガスシリンダ４または２３の首部内側に固定取着（密閉）されてもよい。
【００１８】
弁座１または２１は、ガスの流速を調節（例えば、制限）する、オリフィス６または２６を有する。弁ピン２または２２が、第１の方向に十分に回転されると、圧縮ガス５または２４は、オリフィス６または２６のサイズによって制限された流速で流動する。典型的には、十分な回転は、弁ピンの４分の１または半分の転動である。弁ピン２または２２が、第１の方向における転動と等量の回転によって第１の方向と逆方向に回転されると、次いで、一体型弁を伴うガスシリンダ４または２３は、密閉される。
【００１９】
弁ピン２または２２が、回転されると、圧縮ガス５または２４は、流動する。弁ピン２または２２が、逆方向に回転されると、ガスシリンダ４または２３は、密閉される。
【００２０】
さらに詳細に図１を参照すると、弁は、従来の小型圧縮ガスシリンダ４の首部内に着座し、ガスシリンダ４首部の最上部にわたって圧着する手段によって、それに添着される、弁座１を備える。弁座１は、弁座１が、圧縮ガス５に対して開放するのに伴って、小孔またはオリフィス６に向かって先細になる、ネジ山孔を含有する。本孔内への螺入は、弁座１内の出口ポートにおいて、ガスの完全閉塞（すなわち、密閉）を生じさせるには、不十分に締められる、またはガス流を可能にするように外され得る、弁ピン２である。各作用は、可逆性かつ反復可能である。弁座１は、ガスシリンダ４首部および密閉部３を圧着することによって保定されるか、または、ガスケットを使用して、ガスシリンダ４内の圧縮ガス５を一体型弁によって密閉してもよい。
【００２１】
図１に例証されるように、弁座１はさらに、上部円筒形部分および底部円筒形部分を備え、弁座１の中心は、中空であり、弁座１の中空部分は、弁座１の底部円筒形部分内のオリフィス６へと先細になる、弁座１の上部円筒形部分内のネジ山孔を備える。示されるように、オリフィスは、約０．０２０インチ（約０．５０ｃｍ）の直径であり、ガス流速を制限する。本ガス流速はまた、オリフィス径が、流速制限しているため、最大流速である。オリフィス径は、所望されるガス流速に応じて、約０．００１インチ（約０．００３ｃｍ）から約０．０５インチ（０．１３ｃｍ）以上の範囲であってもよい。
【００２２】
弁ピン２はさらに、ネジ山部分および弁ピン２の底部部分上の先鋭端を備える。ワッシャ形状を有する、密閉部３は、弁座１の上部円筒形部分の外径上に設置され、弁座１の底部は、ガスシリンダ４の上部（遠位端）内側に位置付けられる。
【００２３】
ガスシリンダ４の上部（遠位端）は、弁座１の底部円筒形部分に圧着され、密閉部３は、ガスシリンダ４の圧着された部分と弁座１の底部円筒形部分との間に位置付けられる。弁ピン２は、弁座１の上部円筒形部分内のネジ山孔内に螺入され、ガスシリンダ４は、弁ピン２の先鋭端が、弁座の底部円筒形部分内に位置する、オリフィス内に回転されると、密閉される。
【００２４】
変形例２００は、弁アセンブリのガスシリンダ２３への密閉方法以外、変形例１００と類似構造を有する。弁アセンブリは、弁ピン２２および弁座２１を備える。弁アセンブリは、弁座２１の底部をガスシリンダ２３の首部２８の内側に溶接２９することによって、ガスシリンダ２３内に密閉される。弁座が、定位置に溶接される場合、密閉部３は、図１に例証されるように、排除されてもよい。
【００２５】
弁座１は、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリスルホンポリアクリルアミド、またはそれらの組み合わせ等、低ガス浸透性および高弾性率を伴う、好適な熱可塑性物質で成形されてもよい。弁座２１は、部品が、定位置に溶接されるので、鋼鉄または好適な均等物で機械加工されてもよい。弁ピン２または２２は、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリオキシメチレン（例えば、Ｄｅｌｒｉｎ（登録商標）アセタール樹脂）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）、またはそれらのコポリマー等の種々の低から中程度弾性率の熱可塑性物質で成形されてもよく、あるいは真鍮またはアルミニウム等の軟性金属で機械加工されてもよい。要は、弁座１または２１が、剛性および不浸透性ガス障壁である一方、弁ピン２または２２が、概して、弁座１または２１の入口側における小孔に適合し、かつそれに対して密閉する必要があることである。孔は、非常に小さく、弁ピン２または２２は、比較的に厚い部品であるため、ガス浸透性は、熱可塑性材料を選択する場合、大きな懸念ではない。各部品に対する金属構成要素の使用は、エラストマー密閉部またはガスケットを含有する、圧着密閉と比較して、溶接された密閉部と同様に、最適ガス障壁特性を提供し得ることは、当業者に明白であり得る。
【００２６】
圧縮ガスシリンダの一体型弁を操作するための方法は、一体型弁を伴うガスシリンダ４または２３を得るステップと、弁ピン２または２２を第１の方向に回転させるステップと、圧縮ガス５または２４をある流速で流動させるステップと、弁ピン２または２２を第１の方向における転動と等量の回転によって第１の方向と逆方向に回転させ、ガスシリンダ４または２３を密閉するステップと、前述のステップを繰り返すステップと、を備える。
【００２７】
いくつかの変形例では、方法は、デバイス、例えば、携帯用デバイスを粘膜に近接して位置付けるステップであって、携帯用デバイスが、弁座および弁ピンを備える、弁アセンブリであって、弁座が、あるオリフィス径を有するオリフィスを含み、弁ピンが、弁座内に回転可能に連結される、弁アセンブリと、遠位端を伴う首部および内側表面を有し、圧縮ガスを備える、ガスシリンダと、弁座の少なくとも一部をガスシリンダ首部の遠位端または内側表面に固定取着するための一体型密閉部と、を備える、ステップと、弁ピンを第１の方向に回転させ、圧縮ガスをオリフィスを通して流動させるステップと、を備える。方法はさらに、弁ピンを第１の方向における転動と等量の回転によって第１の方向と逆方向に回転させ、ガスシリンダを密閉するステップを含んでもよい。
【００２８】
図３は、変形例２００におけるガス流を例証する。示されるように、一体型弁は、弁座３１および弁ピン３２を備える。ガスシリンダ３３および弁座３１は、ともに溶接される３９。最終アセンブリでは、一体型弁は、一体型弁を伴うガスシリンダ３３を、弁座３１の首部を中心として嵌合する、Ｏリング３５等の密閉部と、弁ピン３２が連結される、剛性受器４０と、を含む、分注機構内に挿入することによって、作動されるように意図される。次いで、ユーザは、ガスシリンダ３３を、例えば、９０度または１８０度、捻転または転動させ、ガスシリンダ３３を分注機構内の定位置に係止し、同時に、弁ピン３２を開放することによって、ガス流を作動させる。圧縮ガス３４は、ガスシリンダ３３から、オリフィス３６、弁座３１のネジ山部分３７を通って、剛性受器４０の内部空洞内へと流動する。一体型弁を伴うガスシリンダ３３を除去するには、ユーザは、順番を逆にし、それによって、一体型弁を伴うガスシリンダ３３をＯリング３５から除去する前に、シリンダ弁を閉鎖し（すなわち、弁ピン３２を回転させ）、したがって、前述の密閉タイミング問題を回避するであろう。
【００２９】
本明細書に説明されるデバイスおよび一体型弁は、デスクトップ、可搬性、非可搬性、携帯用、または非携帯用用途のために使用されてもよい。例えば、飲料の炭化のための二酸化炭素分注デバイスまたは医療用治療ガス分注器等の手動操作式圧縮ガス分注器、または、例えば、較正用ガスとして、小型ガスシリンダの周期的交換を必要とする、デバイス内に含むことは、有益となり得る。
【図１】
2013524950.tif 000003
【図２】
2013524950.tif 000004
【図３】
2013524950.tif 000005
【国際調査報告】
2013524950.tif 000006