專利名稱：具有劑量機構(gòu)的注射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及主要用于家庭使用的注射裝置，這種注射裝置包括適于沿帶螺紋外表面的活塞桿轉(zhuǎn)動以便設(shè)定要注射出的劑量的劑量設(shè)定裝置。更具體地，本發(fā)明涉及一種注射裝置，其中活塞桿被鎖住相對注射裝置的第一元件的轉(zhuǎn)動，并且附加地，第二元件可沿活塞桿轉(zhuǎn)動以便沿與注射方向相反的方向擋住活塞桿。
背景技術(shù)：
當要把藥注入到人體中時，由于太高或太小的劑量會有不希望的結(jié)果，通常重要的是以高精度設(shè)定要注射的劑量。同時，應(yīng)使患者易于設(shè)定劑量，特別是由于許多患者的技巧性差。因此，要求提供一種注射裝置，其中劑量用齒輪機構(gòu)來設(shè)定，使得劑量設(shè)定元件比較大的位移僅獲得設(shè)定劑量的相對小的增減。
可從WO99/38554知道一種上述系統(tǒng)，其中通過手動轉(zhuǎn)動注入按鈕來設(shè)定劑量，因而，按鈕是從殼體朝外擰。在這一向外運動中，注入按鈕將拉動劑量刻度筒隨其運動。當注入按鈕被壓下，該按鈕的運動轉(zhuǎn)變成活塞桿的轉(zhuǎn)動?；钊麠U具有與在閉合殼體的壁中的中心孔的內(nèi)螺紋相匹配的外螺紋。螺紋設(shè)計成使得活塞桿的轉(zhuǎn)動會驅(qū)動該桿進入安瓿。
從WO 2004/028598已知另一種系統(tǒng)，該文件公開了一種注入裝置，該裝置包括與保持殼體的容器的后部分的螺紋接合的螺紋驅(qū)動桿。鎖定螺母設(shè)置在驅(qū)動桿上以便可滑動但相對驅(qū)動桿是轉(zhuǎn)動被固定住的。彈簧設(shè)置在鎖定帽帽的端面和劑量螺母的內(nèi)凸脊之間，劑量螺母包括第二部分，第二部分具有與螺紋驅(qū)動桿接合的、在該部分內(nèi)表面上的螺紋。來自在鎖定螺母和劑量螺母之間的彈簧力使劑量螺母遠離鎖定螺母。
另外的系統(tǒng)可參見US 2002/120235，US6413242，WO 99/38554，WO 94/22507，EP 0 338 806和US 4 973 318。
在某些疾病(如糖尿病)的治療中，病人必須每天注入藥物(如胰島素)。但是，由于針要刺穿病人的皮膚及還可能刺穿其它組織，這種注入是疼痛的。因此，已發(fā)展了帶細針的注射裝置。但是針的小的橫截面(也就是藥的窄的通道)要求大的注入力。由于技巧差而遭受痛苦的病人不能總是產(chǎn)生大的注入力，或?qū)μ峁┮蟮淖⑸淞Ω械讲贿m。
因此，本發(fā)明的最佳實施例的一個目的是提供一種注射裝置，其中注射機構(gòu)不在藥物注射系統(tǒng)中加入阻力，也就是在注入機構(gòu)中有盡可能小的阻力。另外，本發(fā)明的最佳實施例的一個目的是提供一種注射裝置，使得即使病人的技巧性差，也易于以高精度來設(shè)定劑量。
本發(fā)明的最佳實施例的另一個目的是提供一種注入輔助系統(tǒng)用來提供注入力幫助操作者進行注入。
另外，最佳實施例的目的是提供一種注射裝置，其中活塞可以鎖定沿與注入方向相反方向的運動，使得不會由于往后抽活塞而把空氣抽進儲藥管中。本發(fā)明的最佳實施例的又一個目的是提供一種注射裝置，其中在由于失誤而設(shè)定了過多的劑量的情形下，可在注射前減小設(shè)定的劑量。
另外，本發(fā)明最佳實施例的一個目的是提供一種注射裝置，該裝置可對使用者提供注入過程的進程的觸覺反饋。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個方面提供了一種注射裝置，包括殼體；具有螺紋外表面的活塞桿，活塞桿相對第一元件被保持住，使得活塞桿與第一元件之間不會相對轉(zhuǎn)動、而活塞可相對第一元件縱向滑動；限定所述活塞桿的通道的劑量設(shè)定元件，所述通道具有與所述活塞桿的螺紋外表面接合的螺紋內(nèi)表面，以便限定在所述劑量設(shè)定元件與所述活塞桿之間的連接，所述劑量設(shè)定元件相對所述活塞桿設(shè)置使得所述劑量設(shè)定元件的轉(zhuǎn)動引起所述劑量設(shè)定元件沿所述活塞桿縱向移動，因而所述活塞桿的行程長度被所述劑量設(shè)定元件相對所述劑量設(shè)定元件的預(yù)定位置沿近方向的縱向位移限定，并且使得所述劑量設(shè)定元件相對所述殼體的平移通過所述連接轉(zhuǎn)換為所述活塞桿相對所述殼體的平移；限定所述活塞桿的通道的第二元件，所述通道具有與所述活塞桿的螺紋外表面接合的螺紋內(nèi)表面；以及用于鎖定所述第一元件和所述第二元件的相對轉(zhuǎn)動的第一鎖定裝置，使得當所述第一鎖定裝置在鎖定位置時，不會發(fā)生所述活塞桿沿近方向的位移，還設(shè)有彈簧，所述彈簧設(shè)置來偏壓所述第二元件與所述劑量設(shè)定元件相互朝向?qū)Ψ剑沟卯斔鰟┝吭O(shè)定元件轉(zhuǎn)動并且沿所述活塞桿縱向位移時所述彈簧變形，并使得所述劑量設(shè)定元件和所述活塞桿沿遠方向的用以注射出所述劑量的位移使所述彈簧復(fù)原，因而在所述彈簧變形時積累的能量被釋放出來以提供所述注射力。
本發(fā)明包括四個主要元件活塞桿、劑量設(shè)定元件、第一元件和第二元件。這些元件可以不同的方式設(shè)置而達到同樣的結(jié)果。在使用中發(fā)生兩個情況劑量設(shè)定情況及劑量注射情況。
依據(jù)該兩個情況，所述四個元件用于不同的目的并具有不同的特點，具體如下活塞桿具有螺紋外表面，該外表面與劑量設(shè)定元件和第二元件的相應(yīng)的螺紋內(nèi)表面接合。另外，活塞桿包括用于鎖定活塞桿和第一元件的相對轉(zhuǎn)動的裝置，例如槽或狹縫。
劑量設(shè)定元件包括適于與活塞桿的螺紋外表面接合的螺紋內(nèi)表面。
在劑量設(shè)定情況下，劑量設(shè)定元件的功能是設(shè)定要注射的劑量。這通過沿活塞桿轉(zhuǎn)動劑量設(shè)定元件來完成。
在劑量注射情況下，劑量設(shè)定元件的功能是通過螺紋接合把劑量設(shè)定元件的平移傳到活塞桿。
第一元件被鎖定相對活塞桿的轉(zhuǎn)動運動，但是不相互鎖定平移。
在劑量設(shè)定情況下，第一元件(及第二元件和活塞桿)的功能是保證劑量設(shè)定元件的轉(zhuǎn)動不引起活塞桿的轉(zhuǎn)動。這通過鎖定第一元件和第二元件的相對轉(zhuǎn)動運動來保證。
在劑量注射情況下，劑量設(shè)定元件的功能是保證劑量設(shè)定元件的平移運動不引起劑量設(shè)定元件相對活塞桿的轉(zhuǎn)動。這時通過鎖定劑量設(shè)定元件和第一元件的相對轉(zhuǎn)動運動來完成。
第二元件包括適于與活塞桿的螺紋外表面接合的螺紋內(nèi)表面。
在劑量設(shè)定情況下，第二元件與第一元件一起的功能是保證在劑量設(shè)定期間當劑量設(shè)定元件轉(zhuǎn)動時，活塞桿不轉(zhuǎn)動。
在劑量注射情況下，第二元件的功能是相對活塞桿運動(與第一元件及劑量設(shè)定元件不一樣)，使得當劑量已注射時，在劑量設(shè)定時活塞桿可再鎖定相對轉(zhuǎn)動運動。
如上所述，在使用時發(fā)生兩個情況在劑量設(shè)定情況下，活塞桿、第一元件和第二元件都相互鎖定，使得劑量設(shè)定元件的轉(zhuǎn)動運動不會引起活塞桿的轉(zhuǎn)動。因此，當通過轉(zhuǎn)動劑量設(shè)定元件來設(shè)定劑量時，保持活塞桿固定。
在劑量注射情況下，活塞桿、第一元件和劑量設(shè)定元件都相互鎖定，使得劑量設(shè)定元件的平移運動引起活塞桿和第二元件的相對轉(zhuǎn)動和平移運動。因此，在第一元件和第二元件在新的位置相互鎖定后可注射出劑量，使得當另一個劑量設(shè)定時，活塞桿像上述劑量設(shè)定情況下那樣被保持。
本發(fā)明的一個優(yōu)點是沒有齒輪機構(gòu)，因此使用者將經(jīng)歷“一對一”注射。所謂“一對一”意思指由于沒有設(shè)定齒輪機構(gòu)，按鈕移動的距離等于活塞移動的距離。
本發(fā)明的另一優(yōu)點是避免了把線性的棘齒機構(gòu)設(shè)在活塞桿上。這是有利的，由于進行“一對一”運動時，在某些情形下移動距離很小(例如十分之一毫米或更小)，就需要上述機構(gòu)很精密。在本發(fā)明中，這種小距離可通過提供小的節(jié)距來設(shè)定。
由于通過沿活塞桿轉(zhuǎn)動劑量設(shè)定元件來設(shè)定劑量，每一轉(zhuǎn)劑量設(shè)定元件得到的平移以及因此設(shè)定劑量的精度取決于活塞桿螺紋的節(jié)距。因此，高精度應(yīng)用的實施例可設(shè)有低的節(jié)距，而低要求的應(yīng)用的實施例可結(jié)合限定較高節(jié)距的活塞桿。
另外，由于可沿兩個方向(“上調(diào)”和“下調(diào)”)轉(zhuǎn)動劑量設(shè)定元件，可以通過朝著劑量設(shè)定元件的預(yù)定位置退回劑量設(shè)定元件而取消劑量設(shè)定。
在本說明書的上下文中，術(shù)語“遠”指裝置注射藥物的一端，也就是裝置的針端，而術(shù)語“近”指裝置的相對的另一端。因此當進行注射時，活塞及活塞桿沿“遠方向”運動。
另外在本發(fā)明的上下文中，“注射”及“注入”有區(qū)別?！白⑸洹币馑际菍┝康乃幾⑸涑鲎⑸溲b置，但不必須注射入病人的身體。而“注入”意思指將一劑量的藥注射出注射裝置，并且注入病人的身體。
為了允許活塞桿相對第一元件轉(zhuǎn)動鎖定，活塞桿可具有允許這種鎖定的橫截面形狀。例如，活塞桿的橫截面可限定沿活塞桿長度或至少其一部分延伸的兩個相對的扁平表面部分，還有非扁平表面限定圓部分并且?guī)菁y。第一元件或可以轉(zhuǎn)動固定到第一元件的其它元件可限定適于與活塞桿的扁平表面接合的相配合的內(nèi)表面。這種配合的內(nèi)表面可以例如由第一元件中的通道提供。配合的內(nèi)表面可設(shè)成第一元件的一部分，該部分限定止擋面，例如在第一元件中的向內(nèi)突起的凸緣部分。
在另外的實施例中，活塞桿的整個外表面帶螺紋，而阻止轉(zhuǎn)動裝置設(shè)成在活塞桿上的一個或多個螺母。螺母相對活塞桿的外表面被保持住，而螺母的外表面適于與第一元件的配合的內(nèi)表面接合，以便相對第一元件轉(zhuǎn)動鎖定活塞桿。
為了提高注射的精度，在劑量設(shè)定元件的螺紋和活塞桿的螺紋之間的配合優(yōu)選地是基本無間隙。在第二元件和活塞桿之間的連接優(yōu)選地也是基本無間隙。
通過沿活塞桿轉(zhuǎn)動劑量設(shè)定元件來設(shè)定劑量，活塞桿的行程長度由劑量設(shè)定元件的遠表面和預(yù)定的位置之間的縱向距離限定，預(yù)定的位置優(yōu)選地由用于劑量設(shè)定元件的遠表面的抵靠表面限定。因此，當劑量設(shè)定元件在預(yù)定的位置，劑量設(shè)定元件的遠表面如此優(yōu)選地被鎖定沿遠方向的位移。用于劑量設(shè)定元件的抵靠表面可以設(shè)在第一元件的上述向內(nèi)突起的凸緣部分的近表面上?；蛘?，抵靠表面可設(shè)成在第一元件中的另外的向內(nèi)突起的凸緣或凸邊部分。
由于活塞桿和劑量設(shè)定元件的螺紋，劑量設(shè)定元件的平移可傳到活塞桿。使用者可把注射力直接加到劑量設(shè)定元件或加到劑量設(shè)定元件的近側(cè)的一個獨立元件上。在另一個實施例中，通過把力直接加到活塞桿的一部分(例如端部)來進行注射。
為了幫助不能輕易地把所需力提供給注射裝置的技巧差的病人，裝置可包括注射輔助系統(tǒng)，用來提供注射力以幫助裝置的操作者沿遠方向?qū)钊恿σ员阕⑸涑鰟┝?。在一個實施例中，注射輔助系統(tǒng)設(shè)置成在設(shè)定劑量時把勢能儲存在裝置中。在設(shè)定劑量時感覺的阻力比較大，但是注射劑量時要克服的力比較小。當注射出劑量時，勢能被釋放，使得使用者所加的力不需要如不沒有注射輔助系統(tǒng)的那樣高。在一些實施例中，輔助力很高使得要求由使用者提供的注射力接近零或等于零。在后面的實施例中，注射輔助系統(tǒng)適于沿遠方向?qū)钊恿Γ员惝斒褂谜唛_始注射時可不用使用者的幫助而注射出劑量。
可通過壓縮設(shè)置來偏壓第二元件和劑量設(shè)定元件朝向?qū)Ψ降膹椈蓙韮Υ鎰菽?，使得當劑量設(shè)定元件轉(zhuǎn)動并因而沿活塞桿縱向位移時，彈簧變形，并且使得劑量設(shè)定元件和活塞桿沿遠方向的用于注射出劑量的平移使彈簧復(fù)原，因而在彈簧變形時積累的能量被釋放出來，以提供所述注射力?？梢酝ㄟ^壓縮或擴展使彈簧沿縱方向變形。當彈簧可沿縱方向變形時，彈簧及劑量設(shè)定元件可彼此相對滑動，使得當轉(zhuǎn)動劑量設(shè)定元件來設(shè)定劑量時，彈簧不會擰彎。
或者，彈簧可連接到或抵靠到可相對劑量設(shè)定元件作轉(zhuǎn)動地滑動的一個墊圈上?？v向可壓縮的彈簧可以與活塞桿同軸延伸或設(shè)成與活塞桿并排。在一個實施例中，多個縱向可壓縮的彈簧設(shè)成與活塞桿并排。
在一個實施例中，所述彈簧是螺旋彈簧，所述螺旋彈簧與所述活塞桿同軸延伸，并且把所述第二元件和所述劑量設(shè)定元件連接起來，使得所述劑量設(shè)定元件的用于設(shè)定所述劑量的轉(zhuǎn)動使所述彈簧轉(zhuǎn)動地變形，并且使得所述劑量設(shè)定元件和所述活塞桿的用于注射出劑量的平移來使所述第二元件轉(zhuǎn)動以使所述彈簧復(fù)原長。在另一個實施例中，彈簧連接到劑量設(shè)定元件和第二元件，使得當劑量設(shè)定元件相對第二元件轉(zhuǎn)動時，彈簧可轉(zhuǎn)動地及沿縱向變形。
為了增加儲存在彈簧中的勢能，當劑量設(shè)定元件在預(yù)定的位置時，彈簧可以預(yù)變形。因此，當劑量設(shè)定元件轉(zhuǎn)動時，彈簧變形更大。在一個實施例中，螺旋彈簧的端部相對彼此轉(zhuǎn)動至少三次以便轉(zhuǎn)動地預(yù)變形彈簧，而在另外的實施例中，彈簧轉(zhuǎn)動五次或十次。
注射裝置可設(shè)計成使得當劑量設(shè)定元件沿近方向運動時，彈簧的外尺寸(也就是直徑)減小。另外，注射裝置可設(shè)計成使得當劑量設(shè)定元件在預(yù)定位置時，彈簧的外尺寸(也就是直徑)盡可能大，因此彈簧盡可能接近注射裝置的側(cè)壁。
彈簧圈的橫截面可以是四邊形的，使得彈簧的彎曲阻力盡可能高，因此，當彈簧擰轉(zhuǎn)時儲存的勢能盡可能高。在一個實施例中，螺旋彈簧圈的橫截面的徑向尺寸比橫截面的軸向尺寸大。例如，徑向尺寸可是軸向尺寸的五倍多。
下面說明彈簧的三個實施例。在第一實施例中，選擇彈簧使得彈簧不用以幫助注射，而僅僅用來保證在任何時候第二元件抵靠止擋面。在第二實施例中，彈簧用來在注射中幫助使用者，使得當劑量設(shè)定元件被上調(diào)時，存儲足夠的勢能以減小進行注射需要的力。在該實施例中，彈簧也用于保證第二元件抵靠止擋面。最后，在第三實施例中，選擇有如下特點彈簧，即可保證使用者僅需要起動注射，隨后，儲存在彈簧中的勢能足夠高以進行注射。
本發(fā)明注射裝置可設(shè)計成使得使用者可預(yù)變形彈簧以在上述三個實施例之間改變注射裝置。
在本發(fā)明中，設(shè)有第一鎖定裝置用來鎖定第一和第二元件相對轉(zhuǎn)動，使得當鎖定裝置在鎖定位置時，活塞桿不能沿近方向位移。第一鎖定裝置可以在鎖定位置及非鎖定位置之間移動。
第一鎖定裝置可設(shè)成適于擰入與第二元件的外表面接合的螺釘。螺釘可設(shè)在殼體中或螺釘可設(shè)在第一元件中使該螺釘可擰入與第二元件接合。第二元件可包括多個槽或凹口，當?shù)诙阪i定位置，螺釘與這些槽或凹口接合。
第一鎖定裝置可適于鎖住第一元件相對第二元件的轉(zhuǎn)動，而允許第一和第二元件彼此相對平移。第一鎖定裝置可設(shè)成從第一元件徑向延伸入第二元件的槽中的多個突起?；蛘叩谝绘i定裝置可設(shè)成從第二元件延伸入第一元件的多個突起。第一鎖定裝置可在鎖定位置及非鎖定位置之間移動。第一鎖定裝置可包括多個(四個)突起，與相應(yīng)數(shù)目的槽接合?；蛘?，槽的數(shù)目超過突起的數(shù)目。結(jié)果，為了置于使得可與槽接合的位置，包括可移動突起的元件(例如第一元件)只需要相對于另一元件(例如第二元件)轉(zhuǎn)動一個小的角度。
注射裝置可還包括第二鎖定裝置，所述第二鎖定裝置適于鎖定所述劑量設(shè)定元件，使得當所述第二鎖定裝置在鎖定位置，所述劑量設(shè)定元件和所述第一元件不能發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，并且使所述劑量設(shè)定元件可以相對所述第一元件縱向滑動。
第二鎖定元件可用來保證設(shè)定的劑量不會被注射前偶然的事件改變。例如當?shù)诙i定元件在鎖定位置時，使得劑量設(shè)定元件和第一元件之間不能相對轉(zhuǎn)動，并且使得劑量設(shè)定元件可相對第一元件縱向滑動。
第二鎖定元件可設(shè)成適于與劑量設(shè)定元件的滑動部分接合的螺釘或銷。在后一實施例中，劑量設(shè)定元件可包括可由第二鎖定元件接合的至少一個槽。為了鎖定劑量設(shè)定元件，第二鎖定元件可以從非接合位置擰入或推入接合位置，在接合位置，至少第二鎖定元件的一部分延伸入槽中。槽具有可允許銷或螺釘在不同的縱向位置與劑量設(shè)定元件接合的縱向范圍。
下面詳細說明本發(fā)明的第一實施例。在第一實施例中，殼體包括第一元件。
當?shù)谝绘i定元件在鎖定位置時，第二元件的端面可抵靠第一元件的止擋面。因此，第一鎖定裝置可設(shè)成鎖定螺母，當對著第一元件擰緊時，該螺母保證活塞桿不相對第一元件和第二元件轉(zhuǎn)動。由此，第一元件和第二元件的表面相互擰緊。
如上所述，劑量設(shè)定元件限定活塞桿的通道，該通道具有與活塞桿的螺紋外表面接合的螺紋內(nèi)表面，以便限定在劑量設(shè)定元件和活塞桿之間的連接。另外，劑量設(shè)定元件和活塞桿可相互設(shè)置成使得劑量設(shè)定元件相對殼體的純平移通過所述連接可轉(zhuǎn)為活塞桿相對殼體的純平移。
在一些實施例中，第二元件可相對活塞桿在止擋面和活塞之間移動，而在另一些實施例中，第二元件相對第一元件被擋住，使得第二元件相對第一元件的縱向位置實際上是固定的。通過把第二元件設(shè)置于在近方向擋住第二元件的止擋面和在遠方向擋住第二元件的另一止擋面之間來固定第二元件。為了使在注射時活塞桿沿縱向移動時第二元件可轉(zhuǎn)動，在第二元件和其抵靠的表面之間的摩擦應(yīng)盡可能低。因此，限定上述表面的第二元件的材料和/或第一元件的材料可以是低摩擦材料，或在零件之間加入潤滑劑(reducing agent)。
止擋面可設(shè)在保持元件上，保持元件適于擋住第二元件，使得在第二元件和第一元件之間實質(zhì)上不會發(fā)生相對的縱向位移。作為一個實例，第二元件可設(shè)在保持元件的近部分和遠部分之間，近部分與第一元件連接或成整體。在另一個實施例中，遠部分及近部分都與第一元件連接。
在下面，進一步詳細說明本發(fā)明的第二實施例。在第二實施例中，殼體包括第二元件。
劑量設(shè)定元件和第一元件可以被鎖定相對的平移，但允許相對的轉(zhuǎn)動運動。鎖定相對的平移可由相互接合的倒鉤部分提供。裝倒鉤部分可包括適于相對滑動的接合表面。
第二元件可設(shè)成從第一元件延伸入劑量設(shè)定元件的槽或凹口中的突起?；蛘?，第二元件可從劑量設(shè)定元件延伸入第一元件。第二鎖定元件可包括設(shè)在劑量設(shè)定元件的槽中且可以在非鎖定位置及鎖定位置之間活動的多個鎖定銷。鎖定銷可通過按鈕來操作。
另外，可設(shè)置聯(lián)動機構(gòu)，用來聯(lián)動控制第一鎖定裝置和第二鎖定裝置的鎖定位置，使得當?shù)诙i定裝置鎖定時，第一鎖定裝置不鎖定和反之亦然，例如，第二鎖定裝置可設(shè)成可移動進入第一元件的鎖定銷，因而第一鎖定裝置從鎖定位置移動進入非鎖定位置。
按本發(fā)明的第二方面，提供了一種注射裝置，其包括殼體；具有螺紋外表面的活塞桿，所述活塞桿相對所述第一元件被保持，使得所述活塞桿和所述第一元件不會發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，并且所述活塞桿可相對所述第一元件縱向滑動；限定所述活塞桿的通道的劑量設(shè)定元件，所述通道具有與所述活塞桿的螺紋外表面接合的螺紋內(nèi)表面，以便限定在所述劑量設(shè)定元件和所述活塞桿之間的連接，所述劑量設(shè)定元件相對所述活塞桿設(shè)置，使得所述劑量設(shè)定元件的轉(zhuǎn)動引起所述劑量設(shè)定元件沿所述活塞桿縱向位移，因而所述活塞桿的行程長度由所述劑量設(shè)定元件相對所述劑量設(shè)定元件的預(yù)定位置沿近方向的縱向位移限定，并使得所述劑量設(shè)定元件相對所述殼體的純平移可通過所述連接轉(zhuǎn)換成所述活塞桿相對所述殼體的純平移；和限定所述活塞桿的通道的第二元件，所述通道具有與所述活塞桿的螺紋外表面接合的螺紋內(nèi)表面，至少所述第二元件的一個端面設(shè)置成與所述第一元件的止擋面抵靠，使得當所述第二元件的表面與所述第一元件的止擋面抵靠時，所述活塞桿被鎖住不作沿近方向的位移。
在一個實施例中，第二元件的止擋面面相近方向并適于抵靠第一元件的面向遠方向的止擋面。當活塞桿被鎖定沿近方向的位移時，通過在抵靠表面間提供摩擦鎖定，可獲得沿遠方向鎖定位移。通過相互相對轉(zhuǎn)動第一元件和第二元件，直到在各抵靠表面上達到預(yù)定的表面壓力，就可以獲到上述鎖定。因此，在摩擦鎖定時，必須克服預(yù)定的摩擦力以便允許第一和第二元件彼此相對轉(zhuǎn)動。
在一個實施例中，活塞桿是實心的，這能夠獲得緊湊的結(jié)構(gòu)，對于同樣的極慣性矩，管形元件的直徑比實心元件的直徑大。
按照本發(fā)明的第二方面的發(fā)明可包括按照本發(fā)明的第一方面的發(fā)明的特點和/或元件。


下面參照附圖更詳細地說明本發(fā)明，附圖中圖1a-1d示出本發(fā)明的注射裝置的第一實施例的基本工作原理；圖2a-2d示出本發(fā)明的注射裝置的注射輔助系統(tǒng)的第一實施例；圖3a-3b示出包括鎖定劑量設(shè)定元件和第二元件轉(zhuǎn)動的鎖定元件的注射輔助系統(tǒng)的一個實施例；圖4a-4g示出本發(fā)明的注射裝置的第二實施例的工作原理；圖5a-5f和圖6示出本發(fā)明的注射裝置的第二實施例。
具體實施例方式
圖1a-1d示出了構(gòu)成本發(fā)明基礎(chǔ)的原理的簡化圖。在上面“發(fā)明內(nèi)容”一節(jié)中提到的遠方向由箭頭102表示，而近方向由箭頭104表示。注射裝置包括活塞桿106、劑量設(shè)定元件108和第二元件110，在圖1a-1d的實施例中，第二元件具體體現(xiàn)為鎖定螺母?；钊麠U106的外表面帶螺紋，而劑量設(shè)定元件108和第二元件110限定具有相應(yīng)的內(nèi)螺紋的通道。因此，劑量設(shè)定元件108和第二元件110可沿著活塞桿轉(zhuǎn)動。劑量設(shè)定元件108和第二元件110之間設(shè)有中間元件112，中間元件112的遠方向側(cè)設(shè)有止擋面114。中間元件112相對殼體(未示出)固定。圖1a-1d這四個圖示出了注射的不同階段。
圖1a示出劑量設(shè)定前的劑量裝置。在該情形下，第二元件110(鎖定螺母)抵靠止擋面114，而劑量設(shè)定元件108處在其預(yù)定的位置。通過沿近方向(也就是箭頭104的方向)沿著活塞桿106轉(zhuǎn)動劑量設(shè)定元件108來設(shè)定劑量，因此，上調(diào)劑量設(shè)定元件，如果劑量設(shè)定元件108被沿著近方向調(diào)節(jié)得過遠，則可將其下調(diào)而不需要進行注射。在圖1b中，已將劑量設(shè)定元件108調(diào)節(jié)到所希望的位置，例如使得60IU的一個劑量被設(shè)定，使用者可通過沿遠方向把縱向力加到劑量設(shè)定元件108上或加到活塞桿106的近端116上，進行注射。由于劑量設(shè)定元件108和活塞桿106都帶螺紋，因此，平移的力例如沿著遠方向被傳到活塞桿。
在圖1c中，已進行了注射，劑量設(shè)定元件108在其預(yù)定的位置。但是，此時第二元件110卻并未抵靠止擋面114。因此，為了保證活塞桿106不沿近方向移動，第二元件110沿著活塞桿轉(zhuǎn)回直到抵靠止擋面。這樣得到了圖1d的情形。上面參照圖1a-1d說明的程序現(xiàn)在可以重復(fù)，也就是可以設(shè)定及注射新的劑量。
如圖2a-2d所示，預(yù)變形螺旋彈簧118可連接劑量設(shè)定元件108和第二元件110。當劑量設(shè)定元件108被上調(diào)，也就是從圖2a的位置移到圖2b的位置，彈簧變形。因此，當進行注射時，彈簧轉(zhuǎn)動第二元件110(鎖定螺母)，使得第二元件總是抵靠止擋面114，因而，決不會產(chǎn)生圖2c的情形，圖2c只是為說明而加進去的。這保證了活塞桿僅沿著遠方向移動。在進行注射時，因上調(diào)劑量設(shè)定元件而儲存在彈簧中的勢能產(chǎn)生把活塞桿106向前推的輔助力。
從圖2a-2d的說明中可明白，在注射時，劑量設(shè)定元件108應(yīng)被鎖定防止轉(zhuǎn)動，以便保證劑量設(shè)定元件不由變形的彈簧118而下調(diào)。因此，如圖3a和3b所示，可設(shè)定劑量鎖定件120，該劑量鎖定件例如可是螺釘?shù)男问?。螺釘?22與劑量設(shè)定元件108的槽124接合。如圖3b所示，沿著劑量設(shè)定元件的周邊設(shè)有多個槽。為了允許注射時劑量設(shè)定元件108進行平移，劑量設(shè)定元件的槽124有一個縱向范圍(參照圖3a)，使得劑量設(shè)定元件沿遠方向滑動，而劑量鎖定件120防止劑量設(shè)定元件轉(zhuǎn)動。
另外，為了保證在劑量設(shè)定元件使彈簧變形時使第二元件不轉(zhuǎn)動，設(shè)有第二元件鎖定件126。第二元件鎖定件126適于與第二元件接合。
在圖3a中，中間元件112適于擋住第二元件，使得實質(zhì)上第二元件可相對第一元件118沒有縱向位移。中間元件112與第一元件成整體，并限定第一元件的向內(nèi)突起的凸緣部分?；钊麠U106設(shè)有直線導(dǎo)軌130，該導(dǎo)軌被固定到第一元件或與第一元件制成整體的突起132接合，因而鎖定活塞桿106不進行相對第一元件的轉(zhuǎn)動。
圖4a-4g示出本發(fā)明裝置的第二實施例的工作原理?；钊麠U有螺紋外表面，該外表面延伸穿過第二元件210并與第二元件210的內(nèi)螺紋接合。第一元件212限定出用于活塞桿206的孔，但是在活塞桿206的螺紋和第一元件212中的孔之間沒有接合。劑量設(shè)定元件208限定與活塞桿206的螺紋接合的帶螺紋的通道。第一元件212可平移地固定到劑量設(shè)定元件208，第一元件212相對活塞桿206轉(zhuǎn)動鎖定。如短線250所示，第一元件212被鎖定相對第二元件210的轉(zhuǎn)動。預(yù)變形螺旋彈簧218的遠端固定到第二元件210，彈簧218的近端固定到劑量設(shè)定元件208。短線252、254和256分別表示劑量設(shè)定元件208、第一元件212和活塞桿206的轉(zhuǎn)動位置。
圖4a示出裝置的初始位置。在圖4b中，已經(jīng)上調(diào)劑量設(shè)定元件208，也就是劑量設(shè)定元件208相對于活塞桿206轉(zhuǎn)動，如短線252所示。相對第一元件212轉(zhuǎn)動鎖定的第二元件210已隨著劑量設(shè)定元件和第一元件212轉(zhuǎn)動，彈簧218已變形。在圖4c中，已進一步上調(diào)劑量設(shè)定元件208，導(dǎo)致彈簧218進一步變形。隨后，如圖4d中短線258所示，劑量設(shè)定元件208被轉(zhuǎn)動鎖定到第一元件212，以及如圖4e所示，在第一元件212和第二元件210之間的轉(zhuǎn)動鎖定已釋放(在圖4d中出現(xiàn)的短線250在圖4e中已除去)。
當下調(diào)劑量設(shè)定元件208以使從注射裝置注射出劑量時，當?shù)谝辉晦D(zhuǎn)動鎖定到活塞桿206，第一元件212隨劑量設(shè)定元件208轉(zhuǎn)動，并且活塞桿206隨第一元件轉(zhuǎn)動。在螺旋彈簧218中儲存的勢能被釋放出來，并且提供便于注射的力。在圖4g中，劑量注射已完成，劑量設(shè)定元件208和第一元件212被完全調(diào)下。
圖5a-5f和圖6示出具體體現(xiàn)圖4a-4g的工作原理的實施例。第一元件212經(jīng)過倒鉤部分220與劑量設(shè)定元件208接合，并且如圖6的橫截面圖所示，第一元件212通過突起222與第二元件210接合，突起222設(shè)置成可在形成于第二元件210中的槽224中滑動。因此，第二元件212相對于第一元件210轉(zhuǎn)動鎖定。在圖6中，示出突起222在突出位置，在該位置提供了用于防止第一元件212相對第二元件210轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動鎖定。通過把突起222從其突出位置退回到退回位置，可釋放轉(zhuǎn)動鎖定。設(shè)在第一元件212上的突起226與活塞桿206中的槽207接合以將第一元件212相對于活塞桿206轉(zhuǎn)動鎖定。圖5a-5f進一步示出用于接合切口230以提供劑量設(shè)定元件208和第一元件212之間的轉(zhuǎn)動鎖定的鎖定銷228。在圖5a、5b和5f中，鎖定銷228不與第一元件212中的切口230接合，而在圖5c-5e中，鎖定銷提供所述轉(zhuǎn)動鎖定。
圖5a示出注射裝置的初始位置，在圖5b中，劑量設(shè)定元件208已沿著活塞桿206上調(diào)，并且第一元件212已隨著劑量設(shè)定元件沿活塞桿平移，因此，在劑量設(shè)定元件208和第一元件212之間已發(fā)生相對轉(zhuǎn)動運動。在圖5c中，例如由于使用者的動作(如推按鈕)，發(fā)生鎖定銷218被帶到與第一元件212接合。在圖5d中，突起222從其突出位置退回，因此，第一元件212可相對第二元件210自由轉(zhuǎn)動。劑量設(shè)定元件208被強制向前(也就是沿遠方向移動)，因此使活塞桿206向前以注射出劑量。圖5e示出其結(jié)果位置，其中第一元件212和劑量設(shè)定元件208回到其初始位置。在圖5f中，突起222回到其初始位置，鎖定銷228從第一元件212中釋放出來，并且可設(shè)定及注射新的劑量?？梢悦靼讏D5f的位置與圖5a的位置相同，除了圖5f中活塞桿206比圖5a中更靠前，與上述的劑量設(shè)定及注射相應(yīng)。雖然沒有示出，但除了使用者對劑量設(shè)定元件208提供的力以外，相應(yīng)圖4a-4g描述的提供注射力的螺旋彈簧也可用在圖5a-5f的實施例中。
權(quán)利要求
1.一種注射裝置，包括殼體；具有螺紋外表面的活塞桿(106；206)，活塞桿(106；206)相對于第一元件(112；212)被保持住，使得活塞桿(106；206)與第一元件(112；212)不可能相對轉(zhuǎn)動、而活塞(106；206)可相對于第一元件(112；212)縱向滑動；限定所述活塞桿(106；206)的通道的劑量設(shè)定元件(108；208)，所述通道具有與所述活塞桿(106；206)的螺紋外表面接合的螺紋內(nèi)表面，以便限定在所述劑量設(shè)定元件(108；208)與所述活塞桿(106；206)之間的連接，所述劑量設(shè)定元件(108；208)相對于所述活塞桿(106；206)設(shè)置使得所述劑量設(shè)定元件(108；208)的轉(zhuǎn)動引起所述劑量設(shè)定元件(108；208)沿所述活塞桿(106；206)縱向移動，因而所述活塞桿(106；206)的行程長度被所述劑量設(shè)定元件(108；208)的相對于所述劑量設(shè)定元件(108；208)的預(yù)定位置沿近方向(104)的縱向位移限定，并且所述劑量設(shè)定元件(108；208)相對于所述活塞桿(106；206)設(shè)置使得所述劑量設(shè)定元件(108；208)相對于所述殼體的平移通過所述連接轉(zhuǎn)為所述活塞桿(106；206)相對于所述殼體的平移；限定所述活塞桿(106；206)的通道的第二元件(110；210)，所述通道具有與所述活塞桿(106；206)的螺紋外表面接合的螺紋內(nèi)表面；以及用于鎖定所述第一元件(112；212)和所述第二元件(110；210)的相對轉(zhuǎn)動的第一鎖定裝置(126；250)，使得當所述第一鎖定裝置(126；250)處于其鎖定位置時，不會產(chǎn)生所述活塞桿(106；206)沿近方向(104)的位移，其特征在于還設(shè)有彈簧(118；218)，設(shè)置所述彈簧(118；218)來偏壓所述第二元件(110；210)與所述劑量設(shè)定元件(108；208)朝向彼此，使得當所述劑量設(shè)定元件(108；208)轉(zhuǎn)動并且沿所述活塞桿(106；206)縱向位移時所述彈簧變形，并使得所述劑量設(shè)定元件(108；208)和所述活塞桿(106；206)沿遠方向(102)的、用于注射出所述劑量的平移使所述彈簧(118；218)復(fù)原，因而在所述彈簧(118；218)變形時積累的能量被釋放出來以提供所述注射力。
2.按照權(quán)利要求1所述的注射裝置，其特征在于，所述彈簧(118；218)是螺旋彈簧(118；218)，所述螺旋彈簧與所述活塞桿(106；206)同軸延伸、并且將所述第二元件(110；210)和所述劑量設(shè)定元件(108；208)相互連接起來，使得所述劑量設(shè)定元件(108；208)的用于設(shè)定所述劑量的轉(zhuǎn)動使所述彈簧(118；218)轉(zhuǎn)動地變形，并且使得所述劑量設(shè)定元件(108；208)和所述活塞桿(106；206)的用于注射出劑量的平移使所述第二元件(110；210)轉(zhuǎn)動以使所述彈簧復(fù)原。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的注射裝置，其特征在于，當所述劑量設(shè)定元件(108；208)處在所述預(yù)定位置時，使所述彈簧(118；218)預(yù)變形。
4.按照上述權(quán)利要求之任一項的注射裝置，其特征在于，所述彈簧(118；218)構(gòu)成注射輔助系統(tǒng)(118，218)的一部分，所述注射輔助系統(tǒng)適于沿遠方向?qū)λ龌钊麠U(106；206)加力，以便當使用者開始注射時，無須使用者的輔助而注射出劑量。
5.按照上述權(quán)利要求之任一項的注射裝置，其特征在于，還包括第二鎖定裝置(120；258)，所述第二鎖定裝置(120；258)適于鎖定所述劑量設(shè)定元件(108；208)，使得當所述第二鎖定裝置(120；258)處于其鎖定位置時，所述劑量設(shè)定元件(108；208)和所述第一元件(112；212)不能發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，并且使所述劑量設(shè)定元件(108；208)可以相對于所述第一元件(112；212)縱向滑動。
6.按照上述權(quán)利要求之任一項的注射裝置，其特征在于，當所述第一鎖定裝置(126)在其鎖定位置時，所述第二元件(110)的端面與所述第一元件(112)的止擋面(114)抵靠。
7.按照上述權(quán)利要求之任一項的注射裝置，其特征在于，所述劑量設(shè)定元件(108)相對于所述殼體的純平移通過所述連接可轉(zhuǎn)換成所述活塞桿(106)相對于所述殼體的純平移。
8.按照上述權(quán)利要求之任一項的注射裝置，其特征在于，所述第二元件(110)相對于所述第一元件(112)被保持，使得所述第二元件(110)相對于所述第一元件(112)的縱向位置實質(zhì)上固定。
9.按照上述權(quán)利要求之任一項的注射裝置，其特征在于，所述止擋面(114)設(shè)在保持元件(112)上，所述保持元件適于擋住所述第二元件(110)，使得在所述第二元件(110)和所述第一元件(112)之間實質(zhì)上不會產(chǎn)生相對的縱向位移。
10.按照權(quán)利要求9所述的注射裝置，其特征在于，所述第二元件(110)設(shè)在所述夾持元件(112)的近部分和遠部分之間，并且所述遠部分與所述第一元件(112)連接。
11.按照上述權(quán)利要求之任一項的注射裝置，其特征在于，所述殼體包括所述第一元件(112)。
12.按照權(quán)利要求1至5中任一項的注射裝置，其特征在于，所述劑量設(shè)定元件(208)和所述第一元件(212)被鎖定以相對平移。
13.按照權(quán)利要求12的注射裝置，其特征在于，還包括聯(lián)動機構(gòu)(228，230，222)，所述聯(lián)動機構(gòu)(228，230，222)用于聯(lián)動控制所述第一和第二鎖定裝置(250，258)的鎖定位置，使得當所述第二鎖定裝置(258)鎖定時，所述第一鎖定裝置(250)解鎖，反之亦然。
14.按照權(quán)利要求1至4或12至13中任一項的注射裝置，其特征在于，所述殼體包括所述第二元件(210)。
15.一種注射裝置，其包括殼體；具有螺紋外表面的活塞桿(106)，所述活塞桿(106)相對于所述第一元件(112)被保持，使得所述活塞桿(106)和所述第一元件(112)不可能相對轉(zhuǎn)動、而所述活塞桿(106)可相對于所述第一元件(112)縱向滑動；限定所述活塞桿(106)的通道的劑量設(shè)定元件(108)，所述通道具有與所述活塞桿(106)的螺紋外表面接合的螺紋內(nèi)表面，以便限定所述劑量設(shè)定元件(108)和所述活塞桿(106)之間的連接，所述劑量設(shè)定元件(108)相對于所述活塞桿(106)設(shè)置使得所述劑量設(shè)定元件(108)的轉(zhuǎn)動引起所述劑量設(shè)定元件(108)沿所述活塞桿(106)縱向位移，因而所述活塞桿(106)的行程長度由所述劑量設(shè)定元件(108)相對于所述劑量設(shè)定元件(108)的預(yù)定位置沿近方向(104)的縱向位移限定，并且所述劑量設(shè)定元件(108)相對于所述活塞桿(106)設(shè)置使得所述劑量設(shè)定元件(108)相對于所述殼體的純平移可通過所述連接轉(zhuǎn)換成所述活塞桿(106)相對于所述殼體的純平移；和限定所述活塞桿(106)的通道的第二元件(110)，所述通道具有與所述活塞桿(106)的螺紋外表面接合的螺紋內(nèi)表面，其特征在于所述第二元件(110)的至少一個端面設(shè)置成與所述第一元件(112)的止擋面(114)抵靠，使得當所述第二元件(110)的表面與所述第一元件(112)的止擋面(114)抵靠時，所述活塞桿(106)被鎖住不進行沿近方向(104)的位移。
16.按照權(quán)利要求15所述的注射裝置，其特征在于，當所述活塞桿(106)被鎖定不進行沿近方向(104)的位移時，在所述抵靠表面之間提供了摩擦鎖定。
17.按照權(quán)利要求15或16所述的注射裝置，其特征在于，所在的活塞桿(106)是實心的。
18.按照權(quán)利要求15至17中任一項的注射裝置，其特征在于，還包括第二鎖定裝置(120)，所述第二鎖定裝置(120)適于鎖定所述劑量設(shè)定元件(108)，使得當所述第二鎖定裝置(120)處于其鎖定位置時，所述劑量設(shè)定元件(108)和所述殼體不可能相對轉(zhuǎn)動，并且使所述劑量設(shè)定元件(108)可以相對于所述殼體作縱向滑動。
19.按照權(quán)利要求15至18中任一項的注射裝置，其特征在于，還包括第一鎖定裝置(126)，所述第一鎖定裝置(126)適于鎖定所述第二元件(110)，使得當所述第一鎖定裝置(126)在其鎖定位置時，所述第二元件(110)沒有相對轉(zhuǎn)動。
20.按照權(quán)利要求15至19中任一項的注射裝置，其特征在于，還包括注射輔助系統(tǒng)(118)，所述注射輔助系統(tǒng)用來提供注射力，以幫助裝置的操作者沿遠方向?qū)λ龌钊麠U(106)加力以便注射出劑量。
21.按照權(quán)利要求20所述的注射裝置，其特征在于，所述注射輔助系統(tǒng)(118)適于沿遠方向?qū)λ龌钊麠U(106)加力，以便當使用者開始注射時，無須使用者的輔助而注射出劑量。
22.按照權(quán)利要求20或21所述的注射裝置，其特征在于，所述注射輔助系統(tǒng)(118)包括彈簧(118)，所述彈簧設(shè)置成偏壓所述第二元件(110)與所述劑量設(shè)定元件(108)朝向彼此，使得當所述劑量設(shè)定元件(108)轉(zhuǎn)動并且因而沿所述活塞桿(106)縱向位移時，所述彈簧(118)變形，并使得所述劑量設(shè)定元件(108)和所述活塞桿(106)沿遠方向的、用以注射出所述劑量的平移使所述彈簧(118)復(fù)原，因而在所述彈簧(118)變形時積累的能量被釋放出來以提供所述注射力。
全文摘要
一種用于在注射裝置中設(shè)定劑量的無棘齒及無齒輪的一對一的機構(gòu)，包括適于沿具有螺紋外表面的活塞桿(106)轉(zhuǎn)動以設(shè)要注射的劑量的劑量設(shè)定元件(108)。在劑量設(shè)定時，活塞桿被鎖住使得劑量設(shè)定元件的轉(zhuǎn)動運動不引起活塞桿的轉(zhuǎn)動運動。在劑量注射時，活塞桿和劑量設(shè)定元件被相互相對鎖定使得劑量設(shè)定元件的平移引起活塞桿的相對轉(zhuǎn)動和平移。
文檔編號A61M5/315GK101039713SQ200580035100
公開日2007年9月19日 申請日期2005年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月14日
發(fā)明者T·H·馬庫森 申請人:諾和諾德公司