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CN102665800B - 自动注射器 - Google Patents

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CN102665800B CN201080047273.1A CN201080047273A CN102665800B CN 102665800 B CN102665800 B CN 102665800B CN 201080047273 A CN201080047273 A CN 201080047273A CN 102665800 B CN102665800 B CN 102665800B
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Abstract

一种自动注射器，包括壳体(10)以容纳针管(14)，以及驱动机构，所述驱动机构包括第一和第二弹簧(30，32)，所述弹簧一前一后经由中间部件(34)作用在柱塞(42)上。柱塞被触发器保持在锁定位置。触发器的释放导致第一弹簧前推针管到停驻点，此后第二弹簧在针管内伸展以排出剂量。

Description

自动注射器
技术领域
本发明涉及自动注射器。
背景技术
需要这样的自动注射器，其具有紧凑的形式从而可以不引人注目地携带和使用这些自动注射器，此外其制造、组装和使用简单，结果节省制造和组装成本并且对环境的影响较小。
发明内容
因此，在一个方面中，本发明提供一种自动注射器，用于在使用中容纳包含一剂量的药物的针管，所述针管包括大致圆筒形式的针管主体、在针管主体的前端处的针，以及可滑动地安装在所述针管主体中用来排出剂量的活塞，所述自动注射器包括：
壳体，用于在使用中容纳所述针管并让所述针管在缩回位置和所述针从所述壳体突出的伸出的注射位置之间滑动移动或滑移；
驱动机构，被从赋能状态释放以向前驱动针管到注射位置并排出剂量；
其中所述驱动机构包括：
柱塞，其适于在使用中驱动所述活塞；
中间驱动部件；
第一压缩驱动弹簧，其设置在所述中间驱动部件和所述壳体或与其相关的一部分之间，以向前推压所述中间驱动部件，及
第二压缩弹簧，其作用在所述中间驱动部件和所述柱塞之间以向前推压所述柱塞，
所述中间驱动部件具有用来容纳所述第二压缩弹簧的后端的内部圆柱形空间，由此在释放所述驱动机构以后，当第二压缩弹簧膨胀时，第二弹簧沿着至少其长度的主要部分被圆柱形空间和针管主体的内孔中的至少一个环绕。
在这种布置中，提供给第二压缩弹簧的外部支撑意味着可以使用直径相对窄的长弹簧而没有蜿蜒的风险或对沿其长度提供内部支撑的需要。接着，使用直径相对小的弹簧的能力意味着在优选实施例中，弹簧可以设计成配合在针管主体的内部中而不膨胀到外面，这意味着装置的总长度可以减小，因为在针管外面出现的膨胀更少，由此提供紧凑的设计。应该意识到，如果活塞具有适当形式的话，第二弹簧可以直接作用在活塞上。
优选地，中间部件包括大致圆柱形主体，在其后端封闭。以此方式，中间部件提供从外部限制第二弹簧的至少一部分的内部圆柱形壁表面以及从内部限制第一弹簧的至少一部分的外部圆柱形表面。
方便地，自动注射器构造成使得，在释放驱动机构时，中间部件被推压而靠近或接触针管的后端，由此基本完全围住第二弹簧以从外侧限制它。优选地，驱动机构包括触发器布置，所述触发器布置适于可释放地防止中间部件从备发位置移动。触发器布置优选包括能够与所述中间部件上的邻接面接合的闩锁部件。当在所述备发位置中时，邻接面优选设置在中间部件的前端和针管的后端之间。优选地，触发器布置被触发器元件释放，所述触发器元件可以被驱动弹簧的一个或两者偏压离开其释放位置。在自动注射器中常见的是提供小的弹簧来提供偏压力或受控阻力到激发按钮，并防止随意移动或颤动。通过使用驱动弹簧来提供偏压力，不再为此目的需要额外的弹簧。这在自动组装的装置中是个显著的好处，因为弹簧的操作和解除弹簧的纠缠是非常麻烦的。
许多现有的自动注射器需要一些机械排序的系统或闩锁以给自动注射器的针管前进移动和针管柱塞移动排序。这种机构增加了自动注射器的复杂性并且还增大其长度。因此，我们设计了一种紧凑的自动注射器，其不需要上述机构，并且其中，在释放驱动机构时，立刻，柱塞和中间部件被放开能相对运动。在上面描述的常规机构中，中间部件和柱塞继续被主动锁住而不能移动，直到它们到达在前位置为止，在所述在前位置它们被解除闩锁。
因此，在另一方面中，本发明提供一种自动注射器，用于在使用中容纳包含一剂量的药物的针管，所述针管包括大致圆筒形式的针管主体、在针管主体的前端处的针，以及可滑动地安装在所述针管主体中用来排出剂量的活塞，所述自动注射器包括：
壳体，其用于在使用中容纳所述针管并让所述针管在缩回位置和所述针从所述壳体突出的伸出的注射位置之间滑移；
驱动机构，被从赋能状态释放以向前驱动针管到注射位置并排出剂量；
其中所述驱动机构包括：
柱塞，其适于在使用中驱动所述活塞；
中间驱动部件；
第一压缩驱动弹簧，其设置在所述中间驱动部件和所述壳体或与其相关的一部分之间，以向前推压所述中间驱动部件，及
第二压缩弹簧，其作用在所述中间驱动部件和所述柱塞之间以向前推压所述柱塞，
其中在释放所述驱动机构以后，立刻所述中间驱动部件和所述柱塞被放开而能相对运动。
在又一方面中，提供一种自动注射器，用于在使用中容纳包含一剂量的药物的针管，所述针管包括大致圆筒形式的针管主体、在针管主体的前端处的针，以及可滑动地安装所述针管主体中用来排出剂量的活塞，
所述自动注射器包括：
壳体，其用于在使用中容纳所述针管并让所述针管在缩回位置和所述针从所述壳体突出的伸出的注射位置之间滑移；
驱动机构，被从赋能状态释放以向前驱动针管到注射位置并排出剂量；
其中所述驱动机构包括：
柱塞，其适于在使用中驱动所述活塞；
中间驱动部件；
第一压缩驱动弹簧，其设置在所述中间驱动部件和所述壳体或与其相关的一部分之间，以向前推压所述中间驱动部件，及
第二压缩弹簧，其作用在所述中间驱动部件和所述柱塞之间以向前推压所述柱塞，
其中第二弹簧被选择为使得当被基本完全压缩时它所施加的弹簧力小于克服活塞和针管主体之间的静摩擦所需要的力，但是大于针管在其注射位置时一旦静摩擦已经被第一弹簧中的残余力克服情况下维持活塞的运动所需要的力。
附图说明
尽管上面已经描述了本发明，本发明扩展到上述描述或附图中公开的任何创造性组合的特征。
可以以各种方式来完成本发明，下面参考附图仅通过举例的方式详细地描述本发明的几个实施例；在附图中：
图1为在使用前备发位置下的本发明自动注射器的第一实施例的截面图；
图2为图1实施例的截面图，其中触发器按钮被压下而针管向前移动准备输送剂量；
图3为图1和2的实施例的截面图，接着是推出剂量；
图4到7是自动注射器的第二实施例的截面图；
图8为根据本发明的自动注射器的第三实施例的分解图；
图9为组装好且在使用前的图8的自动注射器的侧截面图；
图10(a)和(b)分别是自动注射器的侧截面图和顶截面图，其中帽分别在适当位置和被移除；
图11(a)和(b)分别是自动注射器的侧截面图和顶截面图，其中激发(fire)按钮刚好在释放柱塞之前被部分地压下；
图12(a)、(b)和(c)是显示自动注射器的相应的侧截面图，分别示出针管在其最前端位置、刚突破活塞之后，以及在注射完成阶段的情形；
图13是装置使用后的视图，其中外罩伸出并被磁启用闩锁锁住；
图14为自动注射器的第四实施例的侧视图，及
图15为第四实施例的带阴影侧视图。
具体实施方式
首先参考图1，自动注射器包括圆筒形式的外壳体10，针管12滑动地设置在所述外壳体的孔中。针管12为一般常规形式，包括针管主体14，所述针管主体在其后端具有凸缘16而针18从针管主体的前端突出。活塞20滑动地容纳在针管主体中用来排出药物22。针管12可以在所述壳体中从图1中所示的在后位置，克服压缩弹簧24提供的偏压力，滑动到壳体上的内肩部26和压缩弹簧24限定的在前位置，其中针18从壳体突出。通过主体上的肋28，针管位于壳体的中央。
在壳体10的后端中设置了用于自动注射器的驱动机构。该驱动机构包括第一和第二压缩弹簧30、32，所述弹簧经由中间部件34一前一后地作用在柱塞部件42上。第一弹簧30在其后端锚定在触发器按钮38的内孔中，触发器按钮捕捉或栓系(captive)到壳体上。触发器按钮可以从图1所示的在后位置移动到图2和3所示的在前位置，以按照下面描述的那样激发所述装置。第一弹簧30的前端环绕中间部件34的封闭后端并邻接在其外侧上的轴环37。第二弹簧32的后端接合中间部件34的内部封闭后端并被其从外部限制。第二弹簧的前端邻接柱塞42上的肩部40，而柱塞42具有配合在压缩的第二弹簧内的后柄杆44，如图1和2所示。
柱塞42具有截头圆锥闩锁面46，该闩锁面被枢装在壳体10上的一对闩锁指部48闩锁。当触发器按钮38在如图1所示的其后面位置时，闩锁指部48被限制而不能枢转移动，但是当触发器按钮被推到其在前位置时，闩锁指部向外张开而释放柱塞42。触发器按钮具有开口，当按钮被向前推时，闩锁指部48的后端可以在所述开口中枢转。
在使用中，从图1中所示的位置，自动注射器被带到注射部位并且前端接触皮肤。在移除任何安全闩以后，克服第一弹簧30提供的偏压力将触发器按钮38压下，从而闩锁指部枢转而释放柱塞42和中间部件34以向前移动。第一弹簧30强于第二弹簧32，因而，起初，中间部件34、柱塞42、活塞20和针管14在第一弹簧的作用下作为整体移动，而驱动针管到其在前位置以伸出所述针。在这一阶段过程中，当针管在壳体中向前移动并且所述针穿透肌肉时，对针管向前运动的反作用力或阻力相对小并且小于让活塞沿针管向下前进所需要的突破力。当已经到达其在前位置时，针管被停住，第一弹簧的继续膨胀则推动中间部件34朝向此时静止的针管，直到中间部件的轴环37邻接抵靠针管的后端(图2)。当这种情况发生时，中间部件34起初朝着柱塞42闭合，略微进一步压迫第二弹簧32，直到第二弹簧被完全压缩为止，于是中间部件34、柱塞42和活塞20相对于针管向前位移，从而在针管停住以后，接着则第一弹簧30的更大的推力被用来克服活塞和针管主体之间的突破力或静摩擦力。此后，第二弹簧32向前推压活塞以射出剂量，同时中间部件保持邻接抵靠针管的后部。在操作的上述后一阶段过程中，第二弹簧被完全从外侧包围在针管和中间部件之间限定的内部空间中。另外，利用第一弹簧30的动力来克服活塞和针管之间的静摩擦，意味着第二弹簧可以稍弱一些，因为第二弹簧仅需要提供滑移力以及压迫药物从所述针出射。
现在转到图4至7所示的第二实施例，所述第二实施例在许多方面与第一实施例相似，并且对相似的零件给予相似的参考标记。主要的不同在于中间部件34的设计。在第二实施例中，中间部件具有另外的圆筒壳部39，所述壳部39延伸到轴环37前面并且能进入针管的后端。在该实施例中，圆筒壳部为第二弹簧32提供完全包围的支撑，直到第二弹簧随针管的主体膨胀为止。没有这样的壳的话，弹簧的前面部分在最初阶段被暴露，但是同样在这种情况中，第二弹簧的直径可以增大到接近针管的内直径，而这种直径增大是有利的。
现在参考图8至11，自动注射器的第三实施例包括圆筒形式的外壳体110，在所述外壳体的孔中设置了带有筒件114的已知形式的针管112、从前端伸出的针116，以及在其后端的凸缘118。药物容纳在针管内，并且可通过筒件内的活塞120将药物通过所述针压出。针管被模制的塑料罩/载架122组件支撑和环绕，所述罩/载架122组件包括在前面的中空圆筒形部分124，所述圆筒形部分124在任一侧与径向相对的弹簧126一体形成，以及轴环128，所述轴环适于接合针管凸缘的前侧表面。从轴环向后延伸的是两个径向相对的间隙指部130，所述间隙指部具有带倒钩的齿部132，用于接合中间部件，以保证当在注射前针罩被从针管拔下时轴环128及因此针管112不会从中间部件142分开超过下面描述的短距离。带倒钩齿部132在壳体的后部的内表面上的相应的径向相对的槽134中延伸。在使用前位置，罩部分124被可伸缩地容纳在壳体的前端内并与其相连(coterminous)。
在壳体的后部设置了驱动机构，所述驱动机构包括在壳体的后部处的横向内壁138的正面与顶帽形中间部件142的前侧凸缘140之间作用的第一外弹簧136。内部的第二弹簧144容纳在中间部件142的圆筒部分内，并作用在其后端壁的内表面和柱塞148的前部上的周向肋146之间。在后端处，柱塞具有弹性钩状臂150(参见图8、11(b))，所述臂150绕壳体的横向内壁138中的开口的边缘闩锁。从壳体的后端向后突出的是可轴向捕获的(栓系的)滑动触发器按钮152，所述触发器按钮152可克服向后的偏压力从例如图11(a)所示的位置(在该位置处释放指部154在后侧与钩状臂150隔开)移动到在前位置(图11(b))(在所述在前位置处指部154通过凸轮带动钩状臂以松开壁138对其的保持)，由此允许弹簧136、144向前驱动柱塞148。柱塞被成形和制定尺寸，从而它能穿过并向下经过针管筒件114的内孔，以推压活塞120而排出剂量。在柱塞的前端中有圆筒形凹陷，小的有力的磁体156设置在所述凹陷中。
触发器按钮152借助于两个一体的向前延伸的弹性臂158(所述弹性臂具有依托在壳体后部中的相应邻接部162上的凸轮面160)被向后偏压。然而，起初，借助于两个向后延伸的从帽166的后端向后延伸的锁定臂164来防止触发器按钮的向前移动。所述帽盖住壳体的整个前端，并具有带爪特征170的凹的(re-entrant)圆柱形部分168。爪特征170在针帽172的后端上滑动，在制造过程中所述针帽固定到针的前端。这样，帽166实现担当用于触发器按钮152的安全闩的功能，用作针帽拆卸器。
锚定在壳体的前端内的是由压制钢或其它铁磁材料形成的闩锁174，以提供两个闩锁臂176，所述闩锁臂通常从锚定位置向前延伸以座落在罩124和壳体壁的内部部分之间的环形空间中。
在操作中，使用者向前拔下帽66，从而从针管上取下针帽122，并通过使触发器按钮是可操作的而使装置处于可使用状态或使装置待发。使用者然后提供注射装置到注射部位并压下触发器按钮152。这一动作释放柱塞148的钩状臂150，如图12(b)中更详细示出的那样。一旦柱塞被释放，第一弹簧136膨胀以延伸针管120从而所述针穿透肌肉。在这段时间(图13(a))中，第二弹簧144保持基本完全压缩，而柱塞148支抵针管内的活塞210但是不使其相对于针管移动，从而第一弹簧的推力经由中间部件142、被压缩的第二弹簧和活塞传递到针管。
在其伸出位置，针管被到底部的压缩弹簧部分126停住，罩124由于接触皮肤表面而保持不能移动。当针管停住时，第一弹簧136继续膨胀以驱动中间部件的凸缘140与针管凸缘118接合，由此促成活塞沿针管开始移动所需要的力(图12(b))。从该位置，第二弹簧144膨胀以驱动活塞沿针管的筒件移动而排出剂量。在其行进结束时，应注意到在柱塞中的磁体156被间隔在闩锁174的闩锁臂176之间，如图12(c)所示。当已经排出剂量时，使用者将装置从肌肉上拿开，这样罩部分124在压缩弹簧部分126的作用下自由膨胀。罩部分被弹簧126向前驱动超出闩锁臂176的前侧尖端。一旦这样的情况发生，在磁体120的作用下，闩锁臂自由向内移动到图13所示的闩锁位置。罩部分124因此被锁在外面，由此保证装置的安全。
在其它实施例中，虽然未示出，更多磁体或铁磁材料可以设置在壳体的前端绕着针管或者在针管的前面，以便在柱塞接近其行程末端时提供磁助推效果。
现在参考图14和15，第四实施例具有许多和第三实施例相同并以相似方式起作用的部件。这些部件被给予相同的参考标记，因此不再详细地描述它们。第二实施例合并了在柱塞148和针管之间的磁耦合实施例，其设计成使得在移动的最初穿透阶段中柱塞被磁耦合到定位成与针管凸缘118的背面接触的铁磁材料的推力环180。这样柱塞148和针管118最初被保持成不能相对移动而是在该阶段中作为整体移动，直到针管由于到达其最前面位置而停住，而所述针插入到注射部位。在针管停住时，作用在柱塞上的弹簧力克服磁耦合力和耦合当量“coupling yield”，从而柱塞被释放而相对于针管向前移动，以移动柱塞成与活塞接触并且向前推压活塞以排出剂量。像前面一样，当柱塞与铁磁闩锁臂176并排地移动时，它们被向内吸引。在本实施例中通过在闩锁臂的前端上设置两个磁体182而改善上述情况。这些磁体对齐以便朝着柱塞中的磁体156附接并施加拉力在磁体156上，以提供磁感应的向前助推力到柱塞上、朝着其行程的最前端。在完成注射并从部位移走装置以后，随着弹簧部分126再次膨胀，罩124向前延伸，当罩上的向后唇部经过磁体时，闩锁臂向内移动以阻止罩的缩回运动并由此将其锁在外面。磁体182可滑动地容纳在壳体壁的通孔中，允许在罩上的向后唇部经过磁体时它们也和闩锁臂向内移动，因而提供对罩124的锁定的视觉和触觉确认。
在合并磁闩锁的实施例的任一个中，闩锁可以布置成在所述机构闩锁时它们或者与其相关的部件发出可听见的滴答声，由此确认完成注射。

Claims (10)

1.一种自动注射器，用于在使用中容纳包含一剂量的药物的针管，所述针管(12)包括大致圆筒形式的针管主体(14)、在针管主体的前端处的针(18)，以及可滑动地安装在所述针管主体中用来排出剂量的活塞(20)，
所述自动注射器包括：
壳体(10)，用于在使用中容纳所述针管(12)，并让所述针管在缩回位置和所述针(18)从所述壳体突出的伸出的注射位置之间滑移；
驱动机构(30-36)，被从赋能状态释放以向前驱动针管到注射位置并排出剂量；
其中所述驱动机构包括：
柱塞(36)，适于在使用中驱动所述活塞(20)；
中间驱动部件(34)；
第一压缩驱动弹簧(30)，设置在所述中间驱动部件和所述壳体或与其相关的一部分之间，以向前推压所述中间驱动部件(34)，及
第二压缩弹簧(32)，作用在所述中间驱动部件和所述柱塞之间以向前推压所述柱塞(36)，
其特征在于，在释放所述驱动机构以后，立刻所述中间驱动部件(34)和所述柱塞(36)被放开而能相对运动。
2.根据权利要求1所述的自动注射器，其中在释放所述驱动机构后，所述中间驱动部件(34)和柱塞(36)就作为整体移动直到针管到达注射位置为止。
3.根据权利要求1或2所述的自动注射器，所述中间驱动部件(34)具有用来容纳所述第二压缩弹簧(32)的后端的内部圆柱形空间，由此，在所述驱动机构释放以后，当第二压缩弹簧膨胀时，第二压缩弹簧沿着至少其长度的主要部分被圆柱形空间和针管主体的内孔中的至少一个环绕。
4.根据权利要求1或2所述的自动注射器，其中中间驱动部件(34)包括大致圆柱形主体，所述大致圆柱形主体提供从外部限制第二压缩弹簧的内部圆柱形支撑表面以及从内部限制第一压缩驱动弹簧的外部圆柱形表面。
5.根据权利要求1或2所述的自动注射器，其中所述第一压缩驱动弹簧(30)强于所述第二压缩弹簧(36)并被选择为使得所述第二压缩弹簧(32)保持至少实质上被压缩，直到针管已经到达其注射位置为止。
6.根据权利要求1或2所述的自动注射器，其中第二压缩弹簧(32)被选择为使得在基本被完全压缩时它所施加的弹簧力小于克服活塞(20)和针管主体(14)之间的静摩擦所需要的力，但是大于当针管处于其注射位置时一旦静摩擦已经被第一压缩驱动弹簧中的残余力克服情况下维持活塞(20)的运动所需要的力。
7.根据权利要求1或2所述的自动注射器，其中当释放所述驱动机构时，所述中间驱动部件(34)被推压而靠近或接触针管的后端，由此基本完全围住第二压缩弹簧而从外部限制第二压缩弹簧。
8.根据权利要求1或2所述的自动注射器，包括触发器布置(38、48)，所述触发器布置适于可释放地防止中间驱动部件从备发位置移动。
9.根据权利要求8所述的自动注射器，其中触发器布置包括闩锁部件(48)，所述闩锁部件能够与柱塞(42)上的邻接面(46)接合并且能够被触发器按钮(38)释放。
10.根据权利要求9所述的自动注射器，其中所述第一压缩驱动弹簧的后端作用在触发器按钮上以将触发器按钮从释放位置偏移开。
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