CN101084028A - 具有扭转弹簧和可旋转显示器的注射设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种注射设备，所述注射设备包括有效地连接至剂量设定构件的扭转弹簧，所述剂量设定构件适于设定待从所述注射设备中喷射的剂量。还提供一种可旋转安装的显示构件，其适于显示根据所述剂量设定构件设定的待喷射的剂量。所述可旋转安装显示构件适于旋转超过相当于所述显示构件的至少一个转圈的角度。所述显示构件可以被实施为在其外表面上具有沿螺旋路径设置的数字的剂量指示器桶，或可选择地，被实施为具有在其外表面上设置有数字的两个或更多的显示轮的计数设备。

Description

具有扭转弹簧和可旋转显示器的注射设备
技术领域
本发明涉及一种诸如卷紧笔(wind-up pen)之类的注射设备，其中，对于超过一个转圈的旋转角显示指示要从注射设备中喷射的剂量的数字。尤其是，所述指示待喷射的剂量的数字沿螺旋路径设置，或可选择地，所述指示待喷射的剂量的数字显示在计数设备上。本发明确保能够获得提高精度的剂量设定。
背景技术
在文献中已经描述了多种类型的自动注射设备。大多数这些自动注射设备设有剂量指示器桶、剂量指示器轮等，它们在剂量设定的过程中，只允许旋转小于一次单个转圈。在剂量设定过程中，剂量指示器桶只允许旋转小于一个转圈限制了可获得的角分辨率。这种受限的角分辨率还限制了剂量设定程序的精度。
在现有注射设备领域中，设置在桶或轮的外表面上的剂量设定刻度只包括以2为进制递增直到42的刻度单元。因此，当设定剂量时，精度受到这种相当粗的进制的限制。
“一个转圈”桶或轮的实例可以在例如US5,725,508、EP0,338,806、或US5,104,380中看到。
WO02/053214公开了一种自动注射设备，其具有能够旋转超过一个转圈的剂量指示器桶。然而，这种根据WO02/053214的注射设备设有以沿注射设备的远端方向移动活塞杆的线性弹簧。显然，由于线性弹簧沿着注射设备的轴向压缩或伸长，因此设有线性弹簧的注射设备具有固定的轴向位移。这种线性移动可能易于被利用提供剂量指示器桶的轴向移动。然而，不利之处在于，线性弹簧在相对压缩的力的方面高度非线性化。此外，线性弹簧呈现出相对高的机械松懈。因此，由于涉及非线性特性和相对高的松懈这些问题，需要使注射设备具有线性和更有效的注射辅助系统。
上述问题可以通过提供扭转弹簧来代替线性弹簧而得以解决。设有扭转弹簧的注射设备和基于线性弹簧的设备在概念上的区别在于：基于扭转的系统不具有辅助使用者从注射设备注射一定剂量的药物的弹簧的固定轴向移动。基于扭转的注射设备的优点有很多，其中最大的优点可能是扭转弹簧在较大的工作范围内以线性方式响应。
因此，基于扭转弹簧的注射设备能够提供改善的和更加用户友好的剂量设定程序。本发明的目的在于提供这种具有高分辨率的扩展剂量刻度的基于扭转弹簧的注射设备。
发明内容
在第一方案中，通过提供一种注射设备来实现上述目的，所述注射设备包括：
扭转弹簧，其操作地连接至剂量设定构件，所述剂量设定构件适于设定待从所述注射设备喷射的剂量；以及
可旋转安装的显示构件，其适于根据剂量设定构件的设定显示待从所述注射设备喷射的剂量，所述可旋转安装的显示构件可旋转超过对应于显示构件的至少一个转圈的角度。
所述显示构件可以适于在两个端位置之间移动，所述两个端位置可以限定或设定所述显示构件的轴向操作范围。所述显示构件的轴向操作范围可以与所述扭转弹簧的基本线性工作范围相关。用于使所述显示构件在所述两个端位置之间移动的所述扭转弹簧的工作范围可以只构成由扭转弹簧提供的可用工作范围的一部分。因此，根据提供的扭转弹簧，仅利用可用工作范围中的一小段线性工作范围。
所述显示构件可以包括具有沿其外表面上的螺旋路径设置的数字的剂量指示器桶。
根据本发明的第一实施例，所述注射设备可以进一步包括：
壳体；
活塞杆，其具有螺纹外表面，且沿所述活塞杆的外表面的纵向设置有驱动轨道；
其中，所述剂量设定构件被可旋转地安装且限定活塞杆的通道，所述剂量设定构件进一步具有设置在其内表面上的导向轨道；
可旋转驱动构件，其适于至少部分地接合所述活塞杆的驱动轨道的至少一部分，以驱动所述活塞杆；
其中，所述剂量指示器桶具有接合剂量设定构件的导向轨道的至少一部分的部件，所述剂量设定构件和剂量指示器桶可以相对彼此移动，所述剂量指示器桶进一步具有与壳体的螺纹内部配合的螺纹外表面，从而当剂量设定构件旋转时，剂量指示器桶进行相对于壳体的平移运动和旋转运动的组合运动；以及
其中，所述注射设备具有与所述活塞杆的螺纹外表面配合的螺纹部，这样活塞杆相对于壳体的旋转导致活塞杆的纵向移动。
应当理解，所述驱动轨道并不必须延伸在活塞杆的整个长度上。例如，所述驱动轨道在一些情况下可以仅延伸在所述活塞杆的整个长度的一部分上。而且，所述设置在活塞杆中的驱动轨道可以为沿所述活塞杆的纵向的缺口或凹槽。可选择地，也可以为平坦表面或两个相对的平坦表面。
类似的，应当理解，在例如剂量指示器桶的螺纹部的定位方面的其他构造可以有不同的设置。
根据本发明的第二实施例，所述注射设备进一步包括：
壳体；
活塞杆，其具有螺纹外表面，且沿所述活塞杆的外表面的纵向设置有轨道；
其中，所述剂量设定构件被可旋转地安装且限定活塞杆的通道，所述剂量设定构件进一步具有设置在其内表面上的导向轨道；
可旋转驱动构件，其具有与所述活塞杆的螺纹外表面的至少一部分配合的螺纹部；
其中，所述剂量指示器桶具有接合剂量设定构件的导向轨道的至少一部分的部件，所述剂量设定构件和剂量指示器桶可以相对彼此移动，所述剂量指示器桶进一步具有与壳体的螺纹内部配合的螺纹外表面，从而当剂量设定构件旋转时，剂量指示器桶进行相对壳体的平移运动和旋转运动的组合运动；以及
其中，所述注射设备具有至少部分地接合活塞杆的轨道的部件，这样所述驱动构件相对于所述壳体的旋转导致活塞杆的纵向移动。
所述驱动构件可以适于通过棘轮被连接至所述剂量设定构件。这种棘轮允许所述剂量设定构件沿两个方向旋转，这样，给定的剂量可以增加或减少。由于扭转弹簧向所述棘轮施加力，因此所述剂量设定构件将保持在被带到的任何位置，即任何剂量值。
所述剂量设定构件可以适于与所述驱动构件分离。这种分离可以通过多种方式实现，一种方式是，通过沿注射设备的轴向撤回剂量设定构件来获得所述分离。所述剂量设定构件的撤回必须超过足以将剂量设定构件或驱动构件与所述棘轮的齿分开的距离。也可以采用其他分离机制，诸如推动所述剂量设定构件或扭转所述剂量设定构件。
所述扭转弹簧可以通过以下方式设置在所述壳体和所述剂量设定构件之间：即当所述剂量设定构件围绕所述活塞杆旋转时，所述扭转弹簧张紧。所述扭转弹簧可以为与所述活塞杆同轴延伸的螺旋弹簧，并且所述扭转弹簧通过以下方式连接所述壳体和所述剂量设定构件：通过剂量设定构件的旋转将扭转弹簧张紧以便设定剂量。
所述注射设备可以进一步包括锁闭构件，所述锁闭构件适于通过以下方式固定所述活塞杆：即当所述锁闭构件位于其锁闭位置时，所述活塞杆和所述壳体之间不可能相对转动。这种固定可以通过直接或经由驱动构件将锁闭构件接合入活塞杆的轨道中来提供的。所述注射设备可以进一步包括适于将所述锁闭构件从其锁闭位置释放的释放钮。优选地，所述释放钮位于所述注射设备的远端的一半长度处。
所述注射设备可以进一步包括用于限定所述剂量指示器桶的外位置的第一止挡构件，所述剂量指示器桶的外位置可以对应于最大可获得剂量。由第二止挡构件给出的所述剂量指示器桶的另一外位置可以限定一个停止以提供另一剂量。所述止挡构件可以形成为壳体的内表面的一体部件。
在第三实施例中，所述显示构件可以包括计数设备，所述计数设备具有在其外表面上设置有的数字的两个或更多的显示轮。在第二实施例中，计数设备可以具有第一轮和第二轮。当剂量设定构件旋转时，第一轮通过诸如行星齿轮之类的可选齿轮机构旋转。所述第一轮可以包含以1为进制递增的数字。该轮的整个刻度可以从0-9。紧接着所述第一轮的第二轮也包含以1为进制递增的数字。然而，所述第二轮“计算”所述第一轮的转圈的数目，或可选择地，其以1为进制递增“计算”第一轮的十个数。
附图说明
现将参考附图进一步详细地描述本发明，其中，
图1示出了根据本发明的注射设备的第一实施例的剖视图；
图2示出了根据本发明的注射设备的第一实施例的剖视图(相对于图1旋转90°)；
图3示出了本发明的第一实施例的详细剖视图；
图4示出了本发明的第二实施例的详细剖视图；
图5示出了本发明的第三实施例的详细剖视图。
本发明容许各种变化和改型，并且在附图中通过实例的方式示出了具体实施方式，且这些具体实施方式将在此进行详细地描述。然而，应当理解本发明不是限于所公开的具体形式，而是旨在覆盖所有落入由所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内的变化、等价方式和选择方式。
具体实施方式
在最为一般的方案中，本发明涉及一种注射设备，所述注射设备包括扭转弹簧，所述扭转弹簧结合能够旋转至少一个转圈(即超过360°的角)的剂量指示器机构。例如，所述剂量指示器机构可以被实施为桶(参见图1-图4)或为互联的轮(见图5)，所述互联的轮被用作计数设备。与公知剂量指示器机构相比，为了增加角分辨率，本发明的剂量指示器机构可以旋转超过相当于至少一个转圈的旋转角。通过超过至少一个转圈显示待喷射的剂量这种情况允许剂量设定刻度可包含以1为进制递增的至少50、60、70、80、90、100个单元。
图1-图3示出了根据本发明第一实施例的注射设备的剖视图。待从注射设备喷射的药物的剂量通过旋转剂量设定构件1来设定。所述剂量设定构件1通过扭转弹簧12附连至注射设备的壳体5。当剂量设定构件1旋转以设定待从注射设备喷射的剂量时，能量积累在扭转弹簧12中。所述能量可以通过松开锁闭构件4而释放，从而活塞杆2将旋转且沿注射设备的远端方向移动。由于活塞杆2具有螺纹外表面，因此由活塞杆2本身的旋转运动产生活塞杆2的远端移动。活塞杆2的螺纹接合入注射设备的螺纹部3并与其配合，导致活塞杆2执行远端轴向运动。
注射设备的壳体5的内表面设有螺纹10。这些螺纹适于接合入剂量指示器桶9的外螺纹8并与其配合。剂量指示器桶9通过以下方式接合剂量设定构件1的滑轨11：即剂量指示器桶9能够沿注射设备的轴向在所述滑轨11中滑动。
当剂量设定构件1旋转以设定剂量时，剂量指示器桶9与剂量设定构件1一起旋转，从而导致剂量指示器桶9相对于壳体5轴向位移。在注射设备的壳体5中设有视窗。通过所述视窗，注射设备的用户可以从设在剂量指示器桶9的外表面上的数字(未示出)观察实际剂量设定水平。所述数字沿螺旋路径设置。
具有沿螺旋状路径设置的数字的优点在于当要设定剂量时，可以获得更高的角分辨率。由于这种更高的角分辨率，剂量能够以相当高的精度设定。由于与数字以相同的高度设置在剂量指示器桶9的表面上相比，螺旋状路径允许在剂量指示器桶9上设置更多的数字，因此能够获得更高的精度。
当已经从注射设备喷射一定的剂量时，剂量指示器桶9适于转回其初始位置，并且由此剂量指示器桶准备好设定新的剂量。对于设有计数设备作为剂量表的注射设备是一样的。
如上所述，活塞杆2具有螺纹外表面，这种螺纹外表面接合入注射设备的螺纹部3并与其配合。所述活塞杆2由接合活塞杆2的轨道的驱动构件6驱动。通过在注射设备的螺纹部3中旋转活塞杆2使活塞杆2轴向移动。驱动构件6可以被锁闭构件4锁闭。在驱动构件6的锁闭位置，能够防止驱动构件6旋转。为了释放驱动构件6，注射设备的使用者可以激发弹簧承载的按钮15，从而驱动构件6使活塞杆2在壳体的螺纹部3中旋转，从而活塞杆2旋转并沿注射设备的远端方向移动。因此，当驱动构件6被释放时，注射设备自动喷射。在喷射过程中，剂量注射器桶返回至零剂量。
这种剂量设定构件1和驱动构件6通过自紧式棘轮13机械地连接。优选地，这种自紧式棘轮13具有带约竖直取向的肋作为自紧肋的锯齿状的齿。
为了重置或减少已经设定的剂量，剂量设定构件1被设置为可轴向撤回的距离相当于单向棘轮13的齿的高度的距离。因此，通过将剂量设定构件1拉回，使剂量设定构件1与驱动构件6脱离，已经设定的剂量能够被减少或甚至被重置。减少的量显然依赖于剂量设定构件1的旋转角(沿与设定剂量时的方向相反的旋转方向)。
自紧式棘轮可以形成为具有第一接合部件和第二接合部件的分离部件。可选择地，这两个部件中的一个部件可以形成剂量设定构件1的一体部分，或者可选择地，可以形成驱动构件6的一体部分。
图4示出了本发明的第二实施例。与第一实施例相比，驱动构件6具有与活塞杆2的螺纹外表面配合的螺纹部。与第一实施例相比的主要区别在于活塞杆2不再相对于壳体5可旋转。这种不可旋转的关系是通过注射设备的壳体具有至少部分地接合活塞杆2的轨道7的键14来确定的。因此，当驱动构件6能够自由地相对于壳体5旋转时，活塞杆2将沿注射设备的轴向进行平移运动。
图5示出了本发明的第三实施例。在该实施例中，第一实施例和第二实施例中的剂量指示器桶被具有两个轮15、16的计数设备所替代。原则上，轮的数量可以任意地选择，但是为了简化起见，在图5中示出了只具有两个轮的计数设备。所述计数设备的操作如下：当剂量设定构件1旋转时，最靠近剂量设定构件15的轮通过任一行星齿轮17旋转。这个轮包含以1为进制递增的数字。这个轮上的整个刻度可以包含以从0-9的刻度分布的10个单元，或可选择地，整个刻度可以包含例如由各具有从0-9的刻度的两组刻度分布的20个单元。
紧接着第一轮15的第二轮16也包含以1为进制递增的数字。然而，所述第二轮“计算”第一轮的转圈的数目，或者可选择的，其“计算”以1为进制递增的十个数。可选择地，在第一轮包含具有20个单元的刻度的情况下，第二轮“计算”第一轮的半个转圈的数目。

Claims (13)

1.一种注射设备，所述注射设备包括：
扭转弹簧(12)，其操作地连接至剂量设定构件(1)，所述剂量设定构件(1)适于设定待从所述注射设备喷射的剂量；以及
可旋转安装的显示构件，其适于根据剂量设定构件(1)的设定显示待从所述注射设备喷射的剂量，所述可旋转安装的显示构件可以旋转超过对应于所述显示构件的至少一个转圈的角度。
2.如权利要求1所述的注射设备，其中，所述显示构件适于在两个端位置之间移动，所述两个端位置限定所述显示构件的操作范围，所述操作范围与所述扭转弹簧的基本线性工作范围相关。
3.如权利要求1或2所述的注射设备，其中，所述显示构件包括具有沿其外表面上的螺旋路径设置的数字的剂量指示器桶(9)。
4.如权利要求1所述的注射设备，其中，所述显示构件包括计数设备，所述计数设备具有在其外表面上设置有数字的两个或更多的显示轮。
5.如权利要求2或3所述的注射设备，所述注射设备进一步包括：
壳体(5)；
活塞杆(2)，其具有螺纹外表面，且沿所述外表面的纵向设置有驱动轨道(7)；
其中，所述剂量设定构件(1)被可旋转地安装且限定活塞杆(2)的通道，所述剂量设定构件(1)进一步具有设置在其内表面上的导向轨道(11)；
可旋转驱动构件(6)，其适于至少部分地接合所述活塞杆(2)的驱动轨道(7)的至少一部分，以驱动所述活塞杆；
其中，所述剂量指示器桶(9)具有接合剂量设定构件(1)的导向轨道(11)的至少一部分的部件，所述剂量设定构件(1)和剂量指示器桶(9)可以相对彼此移动，所述剂量指示器桶(9)进一步具有与壳体(5)的螺纹内部(10)配合的螺纹外表面(8)，从而当剂量设定构件(1)旋转时，剂量指示器桶(9)进行相对于壳体(5)的平移运动和旋转运动的组合运动；以及
其中，所述注射设备具有与所述活塞杆(2)的螺纹外表面配合的螺纹部(3)，这样活塞杆(2)相对于壳体(5)的旋转导致活塞杆(2)的纵向移动。
6.如权利要求2或3所述的注射设备，所述注射设备进一步包括：
壳体(5)；
活塞杆(2)，其具有螺纹外表面，且沿所述外表面的纵向设置有轨道(7)；
其中，所述剂量设定构件(1)被可旋转地安装且限定活塞杆(2)的通道，所述剂量设定构件(1)进一步具有设置在其内表面上的导向轨道(11)；
可旋转驱动构件(6)，其具有与所述活塞杆(2)的螺纹外表面的至少一部分配合的螺纹部；
其中，所述剂量指示器桶(9)具有接合剂量设定构件(1)的导向轨道(11)的至少一部分的部件，所述剂量设定构件(1)和剂量指示器桶(9)可以相对彼此移动，所述剂量指示器桶(9)进一步具有与壳体(5)的螺纹内部(10)配合的螺纹外表面(8)，从而当剂量设定构件(1)旋转时，剂量指示器桶(9)进行相对于壳体的平移运动和旋转运动的组合运动；以及
其中，所述注射设备具有至少部分地接合活塞杆(2)的轨道(7)的部件，这样所述驱动构件(6)相对于所述壳体(5)的旋转导致活塞杆(2)纵向移动。
7.如权利要求5或6所述的注射设备，其中，所述驱动构件(6)适于通过棘轮(13)被连接至所述剂量设定构件(1)。
8.如权利要求5-7中任一所述的注射设备，其中，所述扭转弹簧(12)通过以下方式设置在所述壳体(5)和所述剂量设定构件(1)之间：即当所述剂量设定构件(1)围绕所述活塞杆(2)旋转时，所述扭转弹簧(12)张紧。
9.如权利要求8所述的注射设备，其中，所述扭转弹簧(12)为与所述活塞杆(2)同轴延伸的螺旋弹簧。
10.如权利要求5-9中任一所述的注射设备，所述注射设备进一步包括锁闭构件(4)，所述锁闭构件(4)适于通过以下方式固定所述活塞杆(2)：即当所述锁闭构件(4)位于其锁闭位置时，所述活塞杆(2)和所述壳体(5)之间不可能相对转动。
11.如权利要求10所述的注射设备，所述注射设备进一步包括适于将所述锁闭构件(4)从其锁闭位置释放的释放钮。
12.如权利要求11所述的注射设备，其中，所述释放扭位于所述注射设备的远端的一半长度处。
13.如权利要求5-12中任一所述的注射设备，所述注射设备进一步包括用于限定所述剂量指示器桶(9)的外位置的止挡构件，所述剂量指示器桶(9)的外位置对应于最大可获得剂量。
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