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JP2010521275A - ロックナットを備えた注射装置 - Google Patents

ロックナットを備えた注射装置 Download PDF

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Abstract

本発明は、投与量を注射するための注射装置に関する。注射装置は、ハウジングと、所望の投与量を設定するために操作可能な投与量設定機構と、設定された投与量をカートリッジから注射装置を介して送達するために、送達される薬剤を収容するカートリッジ内に配置されたピストンと協働するピストンロッド（７）を備えた注射機構と、投薬管（６）と、投与量設定中にハウジングに対して遠位方向への投薬管の軸方向運動を防止するために設けられた保持手段とを具備している。投与量設定機構は回転可能な投与量ノブ（２４）を備え、投与量設定機構の操作がばね部材にエネルギーを蓄える。注射機構は投与量設定中にばね部材に前もって蓄えられたエネルギーを解放することによって駆動される。
【選択図】１１ａ

Description

本発明は、投与量設定機構と注射機構を具備する注射装置に関する。この注射装置は好ましくは、インシュリン又は成長ホルモンを自分で注射するのに適した種類のものである。更に詳しくは、本発明は、ピストンロッドの軸方向位置をきわめて正確に制御することができ、カートリッジ交換中にピストンロッドを初期位置に容易に戻すことができる、上述の注射装置に関する。
特許文献１は、薬剤送達装置で使用するのに適した駆動機構を開示している。この駆動機構はハウジング、ピストンロッド及びハウジングとピストンロッド間の一方向継手を備えている。駆動機構は投与量ダイヤルスリーブと、駆動スリーブと、連結状態にあるときダイヤルスリーブと駆動スリーブの間の相対回転を防止し、連結解除状態にあるときダイヤルスリーブと駆動スリーブの間の相対回転を許容するための、この両スリーブの間に配置されたクラッチ手段とを備えている。装置は更に、投与量ダイヤルスリーブに形成された溝を備えている。よって、投与量ダイヤルスリーブと駆動スリーブとを互いに対して回転させると、ナットが駆動スリーブのらせんねじに沿って進む。らせんねじに沿ったナットの位置は、カートリッジ内に残る薬品の量に一致する。
特許文献２に開示された注射器では、投与量設定中にエネルギーがばねに蓄えられる。注射中に、蓄えられたエネルギーが放出されることによって歯車が回転する。歯車はピストンロッドにねじで連結され、従って歯車の回転はピストンロッドを軸方向に駆動し、それによって設定された投与量を注射する。
米国特許出願公開２００４／０２６７２０７ 欧州特許第０３３８８０６号
よって、本発明の目的は、ピストンロッドの軸方向位置を、類似の従来の装置よりも正確に制御することができるばね駆動式注射装置を提供することである。
本発明の他の目的は、ピストンロッドの運動を、類似の従来の装置よりも正確に停止することができるばね駆動式注射装置を提供することである。
本発明の他の目的は、注射中に注射装置が動かなくなる危険が最小限に抑えられるばね駆動式注射装置を提供することである。
本発明の他の目的は、カートリッジ交換中にピストンロッドを初期位置に容易に戻すことができるばね駆動式注射装置を提供することである。
本発明に従い、上記目的及び他の目的は、一定の投与量を注射するための注射装置を提供することによって達成され、この注射装置は、
−ハウジングと、
−所望の投与量を設定するために操作可能な投与量設定機構であって、回転可能な投与量ノブを備え、操作することによりがばね部材にエネルギーを蓄える投与量設定機構と、
−ピストンロッドを備える注射機構であって、このピストンロッドが、送達される薬剤を収容するカートリッジ内に配置されたピストンと協働することにより、設定された投与量がカートリッジから注射装置を介して送達されるもので、投与量設定中にばね部材に前もって蓄えられたエネルギーを解放することによって駆動される注射機構と、
−投与量設定中にハウジングに対して軸方向に沿って近位方向に移動可能であり、且つ設定された投与量を注射する間にハウジングに対して軸方向に沿って遠位方向に移動可能な投薬管と、
−投与量設定中に、投薬管がハウジングに対して遠位方向へ軸方向運動することを防止する保持手段と
を具備している。
これに関連して、用語「注射装置」は液剤のような薬剤を人体又は動物の体内に注射するのに適した装置を意味する。注射装置は、好ましくは、薬剤、例えば糖尿病患者のためのインシュリン又は成長ホルモンを繰り返し自己注射するのに適した種類のものである。注射装置は注射ペンの形態でもよく、すなわち普通のペンの形に似た細長い形を有する種類のものであってもよい。
上述のように、薬剤は好ましくは、人体又は動物の体、例えば皮下又は静脈内に注射するのに適した液剤である。或いは、薬剤は、注射の前に水でもどされる乾燥した薬剤でもよい。
ハウジングは、注射装置の残りの部品を少なくとも実質的に取り囲む注射装置の部品である。従って、ハウジングは注射装置の外側境界を形成する。ハウジングは実質的に閉鎖されていてもよい。すなわち、ハウジングは実質的に中実の壁を有していてもよいし、開口、格子等のような多少開口した部品からなっていてもよい。
投与量設定機構は、所望の投与量を設定するために使用される注射装置の部分である。この投与量設定機構は、有利には、オペレータによって操作可能である部品と、オペレータが関連部品を操作するとき、注射機構がその後操作されるときに所望の投与量が注射装置によって実際に注射されるように注射装置が設定されることを保証する１個以上の部品とを備える。オペレータは回転可能な投与量ノブを回転させることによって投与量設定機構を操作する。
注射機構は、投与量設定機構によって設定された所望の投与量を注射するために使用される注射装置の部分である。注射機構はピストンロッドを備え、このピストンロッドはカートリッジ内に配置されたピストンと協働する。これは一般的に、前もって設定された投与量を注射する間に注射装置内でピストンロッドを軸方向に動かすことによって行われる。ピストンロッドは一般的に、カートリッジ内に配置されたピストンに接触するように注射装置内に配置されている。従って、ピストンロッドの軸方向運動はカートリッジ内でのピストンの同様な軸方向運動を生じる。それによって、薬剤がカートリッジから押し出されて注射装置によって注射される。注射機構は好ましくは、オペレータによって操作可能な部品、例えば注射ボタン又は例えばエネルギーを放出するための解放機構を備えている。このエネルギーは投与量設定中にばね部材に前もって蓄えられている。
投薬管は投与量設定中にハウジングに対して軸方向に沿って近位方向に移動可能であり、且つ設定された投与量を注射する間にハウジングに対して軸方向に沿って遠位方向に移動可能である。本明細書では、用語「遠位方向」は注射装置の縦軸線にほぼ沿った方向で、注射針を保持する端部の方に向いた方向を意味すると。同様に、本明細書では、用語「近位方向」は注射装置の縦軸線にほぼ沿った方向で、遠位方向とはほぼ反対の方向、すなわち注射針を保持する端部から離れる方向を意味すると理解すべきである。近位方向は好ましくは回転可能な投与量ノブの方向である。
投薬管は、好ましくは、投与量ノブの回転が投薬管を近位方向に向かって軸方向移動させるように、回転可能な投与量ノブに連結されている。更に、投薬管は、好ましくは、近位方向への投薬管の軸方向移動がばね部材にエネルギーを蓄えるように且つばね部材に蓄えられたエネルギーの放出が投薬管を遠位方向に軸方向移動させるように、ばね部材に連結されている。最後に、投薬管は、好ましくは、遠位方向への投薬管の軸方向移動がピストンロッドをピストンと協働させて、設定された投与量を送達するように、ピストンロッドに連結されている。
保持手段は設定された投与量の注射中に投薬管がハウジングに対して遠位方向に軸方向移動するのを防止するために設けられている。上述のように、投薬管がばね部材とピストンロッドに連結されている場合、保持手段は、ばね部材が蓄えられたエネルギーを放出することを防止し、投与量設定中にピストンロッドをピストンと協働させて薬剤を注射する。従って、薬剤が偶然にこぼれることが防止され、正しい投与量が確実に設定される。ピストンロッドを直接ロックすることによってではなく、投薬管を軸方向で保持することによってこれを制御すると、次の利点がある。カートリッジが空であるため交換しなければならないときに、ピストンロッドを、一杯のカートリッジに対応する初期位置に戻す必要がある。投与量設定中の遠位方向へのピストンロッドの軸方向移動が、例えばロック要素又はロックナットを用いてピストンロッドを直接ロックすることによって防止される場合、カートリッジの交換中にピストンロッドを戻すことは困難である。これは特に、ピストンロッドとロック要素／ロックナットが動かないように噛み合っている場合である。しかしながら、本発明では、遠位方向へのピストンロッドの軸方向移動は、投薬管を軸方向に保持することによって防止され、それによってカートリッジの交換中にピストンロッドが動かなくなる危険が最小限に抑えられる。というのは、ピストンロッドが初期位置に自由に戻ることができるからである。
保持手段はハウジングに対して軸方向に固定されたロックナットであってもよく、このロックナットは投与量設定中にハウジングに対して回転しないようにロックされ、且つ設定された投与量を注射する間にハウジングに対する回転運動を行うことができる。本発明に従い、ハウジングに対して回転しないようにロックされているとき、ロックナットは投薬管を軸方向に保持する。すなわち、ロックナットは投薬管が遠位方向に軸方向移動することを防止する。しかしながら、ロックナットがハウジングに対する回転運動を行うことができるときには、ロックナットは投薬管を遠位方向に軸方向移動させることを可能にする。
ロックナットと投薬管は、投薬管とロックナットにそれぞれ形成された互いに噛み合うねじ山を介して連結可能である。この実施形態によれば、投薬管は、その回転によって軸方向に沿って近位方向に移動可能であり、それによってロックナットと投薬管の間のねじ接続に沿って進むことができる。しかしながら、ロックナットがハウジングに対して回転できない限り、投薬管が遠位方向に純粋に軸方向移動することは、ねじ接続によって防止される。ロックナットがその後回転可能になると、投薬管は遠位方向に軸方向移動することができると同時に、ロックナットを回転させる。
注射装置は更にロック要素を具備し、このロック要素は、ハウジングに対するロックナットの回転を防止するロック位置と、ロックナットがハウジングに対して回転することができるロック解除位置との間で移動可能である。この実施形態に従って、ロック要素は投与量設定中はそのロック位置にあり、設定された投与量を注射する間はロック解除位置にある。互いに噛み合う歯はそれぞれロックナットとロック要素に設けることができ、これらの互いに噛み合う歯は、ロック要素がロック位置にあるときに噛み合うことができる。ロック要素がロック解除位置に移動すると、互いに噛み合う歯はかみ合いを解除するように移動し、それによってロックナットとロック要素の双方の回転運動が可能になる。
注射機構の動作に応じて、ロック要素はロック位置からロック解除位置に移動することができる。この実施形態では、使用者が注射機構を操作すると、ロック要素がロック解除位置に自動的に移動する。それによって、注射装置は、投与量を設定できる状態から、使用者が注射機構を操作することによって投与量を注射できる状態へ自動的に変わる。従って、使用者は、設定された投与量を注射するために、１回の操作を行うだけでよく、よって注射装置は操作がきわめて容易である。
ロックナットの代わりとして、保持手段は例えばキーとキー溝による接続、１個以上の制動要素、１個以上のスライド可能なロック部材及び／又は投与量設定中に上述のように投薬管を軸方向に保持するのに適した他の手段であってもよいし、これらを備えていてもよい。
設定された投与量を注射する間に、投薬管のハウジングに対する回転運動を防止することができる。この実施形態では、設定された投与量を注射する間に、投薬管はハウジングに対して軸方向にのみ移動する。これはきわめて簡単な移動パターンを提供し、設定された投与量の注射中に注射装置が動かなくなる危険が最小限に抑えられる。
投薬管とピストンロッドは投薬管とピストンロッドのそれぞれに形成された互いに噛み合うねじ山を介して連結可能である。この実施形態によれば、投薬管は、好ましくは、投与量設定中にこのねじ接続に沿って移動する。注射中、ピストンロッドは好ましくは投薬管に沿って軸方向に移動する。
好ましい実施形態では、投薬管がピストンロッドとロックナットにねじ接続されている。例えば、投薬管は、ピストンロッドのおねじに螺合するように配置されためねじと、ロックナットのめねじに螺合するように配置されたおねじを備えることができる。この実施形態によれば、ピストンロッド、投薬管及びロックナットは、好ましくは、投薬管の少なくとも一部がピストンロッドの少なくとも一部を取り囲み、そしてロックナットの少なくとも一部が投薬管の少なくとも一部を取り囲むように、互いに配置されている。或いは、ピストンロッドが中空であり、そして投薬管が中空のピストンロッドのめねじに螺合するおねじを有していてもよい。
注射装置は更に、投与量設定中にピストンロッドの回転運動を防止する手段を備えることができる。ピストンロッドの回転運動を防止する手段は、ピストンロッドとハウジングに対して固定された部材との間に、キーとキー溝による接続を備えていてもよい。このようなキーとキー溝による接続は、ハウジングに対するピストンロッドの回転を防止するが、相対的な軸方向運動は可能である。通常の操作の間に、すなわち少なくともカートリッジがハウジング内に挿入されているとき、部材はハウジングに対して固定されている。しかしながら、部材が解放されるように、例えばカートリッジ交換中にハウジングに対する部材の回転運動を可能にするように、部材がハウジングに固定されていると有利である。このような配置構造は、カートリッジ交換中にピストンロッドを戻すことを可能にする。これについては、図を参照してさらに詳細に説明する。
一変形例として、ピストンロッドの回転運動を防止する手段は、ピストンロッドとハウジングに対して固定された部材との間に第３ねじ接続を備えることができる。ハウジングに固定された部材に関する上述の説明は、ここでも同様に当てはまる。第３ねじ接続は好ましくは、第１ねじの方向と反対方向に向いたピッチを有する。この実施形態によれば、ロックナットとピストンロッドの間の第１ねじ接続と、部材とピストンロッドの間の第３ねじ接続とが協働して、投与量設定中のピストンロッドの回転運動を防止し、よって投与量設定中のピストンロッドの軸方向移動を防止する。
投薬管は更に、第２ねじ接続を介して投与量ノブにねじ接続されている。この実施形態によれば、投薬管は、好ましくは、投与量設定中に第２ねじ接続に沿って回転する。
一変形例として、投薬管はキーとキー溝による接続を介して投与量ノブに連結可能である。この場合、投薬管は投与量設定中に投与量ノブと共に回転し、投与量ノブと投薬管とは相対的な軸方向運動を行うことができる。
投与量設定機構の操作はばね部材にエネルギーを蓄積し、注射機構は投与量設定中に上記ばね部材に前もって蓄えられたエネルギーを放出することによって駆動される。ばね部材は例えば、圧縮ばね又はねじりばねのようなばねからなっているか或いは機械的なエネルギーを蓄え、続いてこの蓄えられたエネルギーを放出することができる他の適当な手段であるか又はこの手段を備えている。このような注射装置は、不器用な人又は指の力が弱い人、例えば高齢者又は子供にとって使用がきわめて容易である。なぜなら、必要な機械的作業がばね部材によって行われるので、設定された投与量を注射するために使用者によって加えられる力が比較的に小さくて済むからである。更に、ばね部材に前もって蓄えられたエネルギーを放出することによって注射が行われる注射装置では、ピストンロッドは通常は、注射中に、ピストンロッドをほぼ軸方向に押す力を加えることによって移動する。
注射装置は更に、ばね部材に蓄積されたエネルギーを解放するための解放機構を具備し、この解放によって、設定された投与量が注射される。解放機構は例えば、使用者が操作する解放ボタンを備えている。解放機構は好ましくは軸方向に移動可能であり、且つ使用者が解放ボタンをほぼ軸方向に押すことによって操作可能である。この場合、解放ボタンは投与量ノブと一体であってもよい。
他の態様では、本発明は一定の投与量を注射するための注射装置に関し、本装置は、
−ハウジングと、
−所望の投与量を設定するために操作可能な投与量設定機構であって、回転可能な投与量ノブを備え、操作することによりがばね部材にエネルギーを蓄える投与量設定機構と、
−ピストンロッドを備える注射機構であって、このピストンロッドが、送達される薬剤を収容するカートリッジ内に配置されたピストンと協働することにより、設定された投与量がカートリッジから注射装置を介して送達されるもので、投与量設定中にばね部材に前もって蓄えられたエネルギーを解放することによって駆動される注射機構と、
−ハウジングに対して軸方向に固定されたロックナットであって、投与量設定中にハウジングに対して回転しないようにロックされ、設定された投与量を注射する間にハウジングに対して回転運動を行うことができ、且つ第１ねじ接続を介してピストンロッドにねじ係合するロックナットと、
−第１ねじ接続を介してピストンロッドにねじ接続された投薬管であって、投与量を設定する間及び設定された投与量を注射する間に、ハウジングに対して軸方向に移動可能な投薬管と、
−投与量設定中にピストンロッドの回転運動を防止する手段と
を具備する。
本発明の第１態様と組み合わせて上述した説明と、上述の特徴は、本発明のこの付加的な態様と組み合わせて適用可能である。同様に、以下に述べる説明は本発明の第１態様と組み合わせて適用可能である。
付加的な態様によれば、ロックナットはハウジングに対して軸方向に固定されている。更に、ロックナットは投与量設定中にハウジングに対して回転しないようにロックされているが、注射中はハウジングに対して回転可能である。従って、ロックナットは、投与量設定中はハウジングに対して完全に固定され、注射中はハウジングに対して回転運動だけを行うことができる。ロックナットは第１ねじ接続を介してピストンロッドにねじ係合している。従って、ピストンロッドは、第１ねじ接続をらせん状に進みことによって及び／又はロックナットを回転することによってのみ、ハウジングに対して軸方向移動を行うことができる。投与量設定中、ロックナットは回転不可能であり、且つピストンロッドが回転運動を阻止されているので、ピストンロッドは軸方向にロックされている。注射中、ロックナットは回転することができ、従ってピストンロッドは、ロックナットを回転させながら軸方向に移動することができる。
上述のロックナットとピストンロッドの間の回転の関係は、ピストンロッドの停止運動を含めて、ピストンロッドの軸方向位置をきわめて正確に制御することができ、特に軸方向運動をきわめて正確に制御することができる。なぜなら、ロックナットとピストンロッドの間に直線運動が全体的に又は部分的に生じる場合と比べて、回転運動が、ピストンロッドの軸方向運動の単位長さあたり、ロックナットとピストンロッドの間に大きな相対運動を生じるからである。従って、ピストンロッドの特定の軸方向位置はロックナットとピストンロッドとの相対回転位置に対応し、相対回転位置は幾分大きな許容誤差を可能にすると同時に、軸方向位置をきわめて正確に定めることを保証する。これは大きな利点である。というのは、それによって、制御機構をきわめて正確に形成する必要、すなわちきわめて小さな許容誤差を有する制御機構を形成する必要がなくなるからである。これは精度を犠牲にせずに製作コストを低減する。
従って、ばね駆動式注射装置においてピストンロッドの軸方向位置を正確に制御するための簡単で信頼性のある機構が提供され、そして注射中のピストンロッドの運動がピストンロッドをほぼ軸方向に押すことによって提供されても、機構は機能する。
投与量設定機構は回転可能な投与量ノブを備え、注射装置は第１ねじ接続を介してピストンロッドにねじ接続された投薬管を備えている。投薬管は投与量設定中及び設定された投与量の注射中に、ハウジングに対して軸方向に移動可能である。投薬管は、好ましくは、投与量ノブが回転すると回転運動を行うように、投与量ノブに連結されている。ピストンロッドが上述のように投与量設定中に回転を防止されるので、投薬管は第１ねじ接続を介してピストンロッドに沿って進む。この運動は、例えば圧縮ばねを圧縮することによって、ばね部材にエネルギーを蓄積するために有利に使用可能である。蓄積されたエネルギーは注射中に解放され、それによって蓄積エネルギーは注射中にピストンロッドを軸方向に移動させる。
投薬管は更に、第２ねじ接続を介して投与量ノブにねじ接続されている。それによって、投与量設定中に投薬管は第２ねじ接続と第１ねじ接続に沿って進む。その結果、投与量設定中に投与量ノブに対して回転する投薬管の回転角度は、第１ねじ接続のピッチと第２ねじ接続のピッチとの比に等しい。投薬管は一般的に、投与量ノブの回転角度よりも小さな角度にわたって回転する。設定された投与量がその後注射されるとき、投薬管は、投与量設定中及び注射中に回転する累積角度が投与量ノブの回転角度と等しくなるように、残りの角度にわたって回転する。それによって、ロックナットが注射中に確実に回転できるように、第１ねじ接続のピッチと第２ねじ接続のピッチとの比を小さくすることによって、第１ねじ接続のピッチを大きくすることができる。
一変形例として、キーとキー溝による接続を介して、投薬管を投与量ノブに連結することができる。この実施形態によれば、投薬管は、投与量設定中に投与量ノブと共に簡単に回転させることができ、投薬管と投与量ノブは相対的な軸方向移動を行うことができる。
上述のように、ピストンロッドの回転運動を防止する手段は、ピストンロッドとハウジングに対して固定された部材との間に、キーとキー溝による接続を備えていてもよいし、又はピストンロッドの回転運動の防止する手段は、ピストンロッドとハウジングに対して固定された部材の間に、第３ねじ接続を備えていてもよい。
後者の場合、ピストンロッドは注射中に次のように動く。ピストンロッドが軸方向に押されるとき、ピストンロッドは第３ねじ接続に沿ってハウジングに対して強制的に回転させられる。従って、ロックナットは、ピストンロッドの回転によって及びピストンロッドとロックナットの間の第１ねじ接続によって回転させられる。その結果、ロックナットは上述の理由の一つだけによって回転させられる場合よりも大きく回転させられる。それによって、注射中に適切な方法で且つ所定の状況下で、第１ねじ接続のピッチが大きいことにより、ロックナットが正確に回転する確度が高まる。ロックナットが注射中に適切に回転しない場合、ピストンロッドの軸方向移動が防止され、それによって注射装置は動かなくなる。従って、上述の実施形態は、第１ねじ接続の大きなピッチによって、注射装置が動かなくなる危険を低下させる。その結果、この実施形態による注射装置は、塵埃又はゴミが注射装置に入ることによる動作不良を生じにくい。
注射装置が第２ねじ接続と第３ねじ接続を備えている場合、第２ねじ接続のピッチが第３ねじ接続のピッチと同じであると有利である。それによって、投薬管とピストンロッドは注射中に相対的に回転しない。従って、カートリッジ内における薬剤の残量を検出するためにピストンロッドの一端を使用することができる。これにより、カートリッジ内に残る薬剤の量、いわゆる「限度量（ｅｎｄ−ｏｆ−ｃｏｎｔｅｎｔ）」の検出量を上回る投与量が設定されることが防止される。
添付の図を参照して本発明を一層詳細に説明する。
本発明の第１実施形態による注射装置の斜視図である。 図１の注射装置の一部を取り除いた斜視図であり、注射装置は投与量を設定する準備が整った状態にある。 図２の注射装置の切開図である。 図１〜３の注射装置の切開図であり、注射装置は投与量を設定した状態にある。 図１〜４の注射装置の切開図であり、注射装置は投与量を設定し、注射ボタンを押した状態にある。 図１〜５の注射装置の切開図であり、注射装置は投与量を注射し、注射ボタンをまだ押している状態にある。 図１〜６の注射装置の切開図であり、注射装置は新しい投与量を設定する準備が整った状態にある。 図１〜７の注射装置の選択された部品の分解図である。 本発明の第２実施形態による注射装置の切開図である。 図９の注射装置の分解図である。 本発明の第３実施形態による注射装置を示し、注射装置は投与量を設定する準備が整った状態にある。 投与量を設定した状態にある図１１の注射装置を示す。 投与量を設定し、注射ボタンを押した状態にある、図１１と１２の注射装置を示す。 投与量を注射し、注射ボタンをまだ押している状態にある、図１１〜１３の注射装置を示す。 図１１〜１４の注射装置の選択された部品の分解図である。
図１はハウジングを有する注射装置１の斜視図である。このハウジングは投与量を設定する機構と注射機構を保持するための第１部分２と、注射装置１によって注射すべき薬剤を収容するカートリッジを保持するための第２部分３とを備えている。ハウジングの第１部分２はディスプレイ４を備えている。このディスプレイは、例えば設定された投与量、カートリッジに収容された薬剤の種類、及び／又は他の関連情報を表示するために使用可能である。
注射装置１は更に、所望される投与量を設定するために使用者によって回転可能な投与量ノブ５を備えている。以下に、図２〜８を参照して、注射装置１の操作を説明する。
図２は図１の注射装置の斜視図である。明瞭にするため及び注射装置１の内部に配置された部品を見えるようにするために、注射装置１の操作を説明するのに重要でない部品はハウジングを含めて取り除かれている。注射装置１は投与量を設定する準備が整った状態にある。
注射装置１は後述するように投与量ノブ５に作用可能に連結された投薬管６と、カートリッジ（図示せず）内に配置されたピストンと協働することにより設定された投与量を押し出すピストンロッド７とを備えている。注射装置１は更に、ロックナット８と回転可能なロック要素９とを備えている。
ロックナット８はそれに設けられた一組の歯１０によって、ハウジングに対して回転運動しないようにロックすることができる。この歯はロック要素１２に設けられた対をなす一組の歯１１に噛み合う。図２において、歯１０、１１は噛み合っている。ロック要素１２は軸方向に移動可能であり、それによって歯１０、１１は移動してかみ合いを解除することができ、従ってロックナット８はハウジングに対して回転することができる。これについては更に後述する。注射装置１の操作中、ロック要素８はハウジングに対して軸方向に移動しない。
注射装置１の通常の操作中、回転ロック要素９は一組の歯１３によってハウジングに対して回転しないようにロックされている。この歯は、例えばハウジング、カートリッジホルダ又は別個の要素に配置された相手側の一組の歯（図示せず）に噛み合う。しかしながら、カートリッジの交換中、歯１３は係合を解除し、よってハウジングに対する回転ロック要素９の回転運動が可能となり、ピストンロッド７を初期位置に戻すことができる。
ロックナット８と回転ロック要素９は共に、ピストン７にねじ接続されているが、同じねじ接続を介して連結されているのではない。これについては後述する。
図３は図２に示した注射装置１の切開図である。ロックナット８と投薬管６は、第１ねじ接続１４を介してピストンロッド７にねじ接続されている。投与量を設定したいときには、オペレータは投与量ノブ５を回転させる。投与量ノブ５は継手１６を介して相対回転しないように投与量設定要素１５に固定されている。従って、投与量ノブ５の回転は、投与量設定要素１５の回転を生じる。投与量設定要素１５はめねじを備えている。このめねじは投与量設定要素１５と投薬管６との間に第２ねじ接続１７を形成する。従って、投与量設定要素１５の回転は、第２ねじ接続１７に沿って投薬管６を進ませる。これは次のように行われる。上述のように、投薬管６とロックナット８は第１ねじ接続１４を介してピストンロッド７にねじ接続されている。ロックナット８は歯１０、１１のかみ合いによって回転を防止されている。更に、回転ロック要素９は第３ねじ接続１８を介してピストンロッド７にねじ接続されている。第３ねじ接続１８は第１ねじ接続１４のピッチの方向とは反対の方向に向いたピッチを有する。それによって及び回転ロック要素９が上述のように対して回転をしないようにハウジングに固定されているので、投与量設定中にピストンロッド７の回転が防止され、従ってねじ接続１４、１８の一方による軸方向移動が防止される。その結果、投薬管６は第１ねじ接続１４に沿って進み、投薬管６の内側に配置された圧縮ばね１９を圧縮する。投薬管６が進んだ距離、ひいては圧縮ばね１９内に蓄えられたエネルギー量は、設定された投与量を表す。
図４は図１〜３の注射装置１の断面図である。注射装置１は、投与量が上述のように設定された状態にある。図３と図４を比較すると、投薬管６が第１ねじ接続１４と第２ねじ接続１７を介して近位方向に進んでいることと、それによって圧縮ばね１９が圧縮されていることが分かる。
設定された投与量を注射したいとき、遠位方向、すなわちピストンロッド７の方向に投与量ノブ５を押す。それによって、ロック要素１２が遠位方向に押される。その結果、歯１０、１１が係合を解除し、それによってロックナット８が回転可能となる。しかしながら、ロックナット８はハウジングに対して軸方向に固定されたままである。
図５は図１〜４の注射装置１の切開図である。注射装置１は、投与量ノブ５が遠位方向に押された状態にあり、ロックナット８が回転可能となるまでロック要素１２が十分に移動している。図５を図４と比較すると、ロック要素１２が遠位方向に移動し、それによって歯１０、１１のかみ合いを解除していることが分かる。従って、ロックナット８はハウジングに対して回転可能である。
圧縮ばね１９に蓄えられたエネルギーは次のようにして放出可能である。ロックナット８が回転可能であるので、ピストンロッド７は回転ロック要素９を介して第３ねじ接続１８に沿って回転可能である。圧縮されたばね１９は投薬管６を遠位方向に押して、第２ねじ接続１７に沿って移動させ、第３ねじ接続１８を介してピストンロッド７を遠位方向に移動させる。ピストンロッド７は軸方向に移動することによりカートリッジ（図示せず）のピストンと協働し、よって設定された投与量を注射する。
その間、ロックナット８が回転する。このロックナット８の回転は、ピストンロッド７の軸方向と、ピストンロッド７とロックナット８の間のねじ接続１４との組み合わせ、並びに第３ねじ接続１８に沿ったピストンロッド７の回転運動によって生じる。その結果生じるロックナット８の回転が、ロックナット８とピストンロッド７の間のねじ接続１４によって部分的にのみ提供されるので、ピッチ係合が全回転を提供しなければならない状況よりピッチを大きくすることが可能である。それによって、ロックナット８が注射中に実際に回転する確度が高まる。ロックナット８が誤って注射中に回転しないと、ピストンロッド７の軸方向への移動が防止され、それによって注射装置１は動かなくなる。従って、本発明のこの実施形態による注射装置１では、注射中に注射装置１が動かなくなる危険が最小限に抑えられる。
図６は図１〜５の注射装置１の切開図である。注射装置１は、投与量が上述のように注射された状態にある。図６を図５と比較すると、ロックナット８に接触する位置まで、すなわち図３の位置まで、投薬管６が遠位方向に移動しているのが分かる。接触は、回転によるものでも軸方向移動によるものでもよい。更に、図６を図３と比較すると、ピストンロッド７が遠位方向に移動しており、それによって設定された投与量が注射されていることが示されている。投与量ノブ５はまだ押込まれており、それによって歯１０、１１はかみ合いを解除されたままである。
図７は図１〜６の注射装置１の切開図である。注射装置１は、投与量を注射した直後の、使用者により投与量ノブ５が解放された状態にある。従って、ロック要素１２は近位方向に戻っており、よって歯１０、１１は噛み合っている。従って、図７に示す注射装置１は新しい投与量を設定するための準備ができている。
図８は図１〜７の注射装置１の分解図である。明瞭にするために、注射装置１の操作の説明に必要な部品だけが示されている。図８には、ハウジングに形成された歯２０が示されている。この歯は、注射中の投与量ノブ５の回転を防止するために、投与量ノブ５の内部に配置された歯に噛み合う。
図９は本発明の第２実施形態による注射装置１の切開図である。注射装置１の操作は図１〜８に示した実施形態と非常に類似している。従って、類似の特徴には類似の参照番号を付した。更に、注射装置１の基本的な操作については、ここでは詳細に説明しない。
図９には、ピストンロッド７が反対向きの２つのねじ１４、１８を備えていることが明瞭に示されている。一方のねじ１４はロックナット８に係合し、他方のねじは回転ロック要素９に係合する。
回転ロック要素９の操作について説明する。図９では、ハウジングの第１部分２とハウジングの第２部分３が組み立てられている。すなわち、カートリッジ（図示せず）が注射装置１内で位置決めされており、注射装置１が上述のように投与量を設定及び注射するために作動可能である。この状況で、回転ロック要素９に設けられた歯１３はハウジングの第２部分３に設けられた歯２０と噛み合う。それによって、回転ロック要素９は上述のように投与量設定中にピストンロッド７の回転運動を防止する。
しかしながら、カートリッジが空のため交換する必要があるときには、ハウジングの第１部分２とハウジングの第２部分３は互いから分離される。それによって、カートリッジを交換するためにハウジングの第２部分３の内部にアクセスすることができる。ハウジングの第１部分２とハウジングの第２部分３を分離するとき、回転ロック要素９に設けられた歯１３はもはやハウジングの第２部分３に設けられた歯２０に噛み合わない。従って、この状況で、回転ロック要素９は回転することができる。よって、ピストンロッド７を投与量ノブ５の方へ押し戻すことができ、それによって新しいカートリッジを注射装置１に挿入することができ、そしてピストンロッド７と回転ロック要素９との螺合のため及びピストンロッド７とロックナット８とのねじ接続１４内でピストンロッド７を回転させるために、回転ロック要素９を回転させることができる。
図１０は図９の注射装置１の分解図である。図１０は回転ロック要素９に設けられた一組の歯１３と、回転ロック要素９にかみ合わせるためにハウジングの第２部分３に設けられた対応する一組の歯２０とを明瞭に示している。
図１１ａ、１１ｂは本発明の第３実施形態による注射装置１を示している。図示の注射装置１は、投与量の設定の準備ができている。図１１ａは注射装置１の断面図であり、図１１ｂは注射装置１の斜視図であり、明瞭にするため及び注射装置の内部に配置された部品とその作動を示すために、幾つかの部品が取り除かれている。図１１の注射装置１の作動は図１〜８と図９〜１０の注射装置１の操作と類似しており、類似部品には同じ参照番号を付した。
図１１の注射装置１は投薬管６、ピストンロッド７及びロックナット８を備えている。投薬管６は、それに形成されためねじ２１とピストンロッド７に形成された対応するおねじ１４とを介して、ピストンロッド７にねじ接続されている。投薬管６は更におねじ２２を有する。投薬管６とロックナット８は、投薬管６のおねじ２２とロックナット８に形成されためねじ２３を介してねじ接続されている。投薬管６のおねじ２２は投薬管６の長さの一部だけに設けられている。それによって、投薬管６がロックナット８と相対的に移動できる距離が制限され、投薬管６のおねじ２２の端部が投薬管６とロックナット８との相対運動の端位置を定める。従って、一方の端位置に相当する投与量よりも少ない投与量を設定することは不可能であり、且つ他方の端位置に相当する投与量よりも多い投与量を設定することは不可能である。
ロックナット８に形成された一組の歯１０と、ロック要素１２に形成された一組の歯１１は、図１１ｂに示すように噛み合う。ロック要素１２はハウジング２に対して回転しないようにロックされており、それによって歯１０、１１のかみ合いはロックナット８の回転を防止する。
投与量を設定したいときは、投与量ノブ５を回転させる。投与量ノブ５は第１スプライン継手を介して注射ボタン２４に対して回転しないように固定されている。注射ボタン２４は第２スプライン継手を介して投与量設定要素１５に対して回転しないように固定されている。投与量設定要素１５は第３スプライン継手を介して投薬管６に対して回転しないように固定されている。従って、投与量ノブ５を回転すると、投薬管６が一緒に回転する。投薬管６とロックナット８の間のねじ接続によって、及び歯１０、１１のかみ合いによってロックナット８の回転が防止されているため、投薬管６はロックナット８に対して近位方向に軸方向移動し、且つらせん運動する。同時に、投薬管６はピストンロッド７に沿って進み、このピストンロッドはハウジング２に対して固定されたままである。
投薬管６の軸方向移動は圧縮ばね１９を圧縮する。すなわち、圧縮ばね１９にエネルギーが蓄積される。投薬管６の移動距離は設定される投与量に相当する。
最初に設定された投与量は、投与量ノブ５の回転方向を逆転することによって、ダイヤルで下方調整することができる。注射装置１は指標機構を備えることができ、この機構により、投与量ノブ５は所望の投与量増分に一致する段階的な回転ステップにより動くように構成される。このような指標機構はばね付勢クリック機構として形成可能である。
一部の実施形態では、圧縮されたときに圧縮ばね１９から発生する力が、最初に設定された投与量を自動的に下方調整する傾向がある。しかしながら、これは、指標機構を設けた場合、投与量ノブ５の自己戻しに対する抵抗を生じるように指標機構を適切に設計することによって防止することができる。
図１２ａ、１２ｂは投与量が設定された、図１１の注射装置１の位置を示している。図１２ａは注射装置１の断面図であり、図１２ｂは注射装置１の斜視図であり、図１１ｂと同様に、明瞭にするために幾つかの部品が取り除いてある。図１２を図１１と比較すると、投薬管６が近位方向に移動していることと、圧縮ばね１９が圧縮されていることが分かる。図１２ａでは、ロックナット８のめねじ２３が投薬管６のおねじ２２の一端に非常に接近して位置するように、投薬管６が配置されている。従って、設定された投与量は設定可能な最大投与量に非常に近い。図１２ｂに、投薬管６のおねじ２２を見ることができる。
図１２ｂでは、ロックナット８に形成された歯１０とロック要素１２に形成された歯１１とが噛み合っており、すなわちロックナット８のハウジング２に対する回転が防止されている。従って、投薬管６は図１２に示す位置に保持されている。
設定された投与量を注射したいときは、注射ボタン２４を遠位方向に、すなわちハウジング２の方へ押す。注射ボタン２４は連結部品２５を介してロック要素１２に連結されている。これによって、注射ボタン２４が押されると、ロック要素１２が遠位方向に一緒に移動し、それによって、歯１０、１１の係合を解除させ、ロックナット８を回転させることができる。注射ボタン２４は、それに作用する外部圧力が取り除かれると、その初期遠位位置に自動的に戻る。
図１３ａ、１３ｂは、注射ボタン２４が上述のように遠位方向に押された状態にある、図１１、１２の注射装置１を示している。図１３ｂでは、歯１０、１１の係合が解除されている。投薬管６の位置は図１２における位置と同じである。すなわち、注射装置１は、設定された投与量の注射をまだ開始されていない。
圧縮ばね１９は投薬管６を押し、それによって、圧縮ばねは投薬管を遠位方向に付勢する。ロックナット８が回転することができるので、投薬管６は遠位方向に移動することができ、投薬管６のおねじ２２とロックナット８のめねじ２３との接続は、ロックナット８の回転を強制する。圧縮ばね１９に蓄えられたエネルギーにより、投薬管６はこの運動を行う。
投薬管６のめねじ２１とピストンロッド７のおねじ１４との接続によって、ピストンロッド７はこの運動と一緒に移動する。ピストンロッド７はカートリッジ内に配置されたピストン（図示せず）に隣接して配置されている。従って、上述のようにピストンロッド７を動かすと、設定された投与量が注射装置１から押し出される。注射運動は注射中いつでも、注射ボタン２４を解放することによって中断可能である。投薬運動は注射ボタン２４を再び遠位方向に押すことによって継続することができる。
図示した実施形態では、注射ボタン２４が軸方向に延びる複数の歯（図示せず）を備えている。この歯はハウジング２に形成された対応する歯（図示せず）に解除可能に噛み合うように配置されている。２組の歯の噛み合いは、注射ボタン２４を押込むときに開始され、注射ボタン２４がその近接位置に移動すると解除される。従って、注射運動中の、設定された投与量を変更する投与量ノブ５の操作が防止される。
図１４ａ及び図１４ｂは、設定された投与量の注射が完了した状態にある、図１１〜１３の注射装置１を示している。図１４を図１３と比較すると、投薬管６が図１１に示した位置に戻されていることが分かる。しかしながら、ピストンロッド７は図１１に示した位置と比較して遠位方向に移動しており、投与量が注射されたことを示している。
図示した第３実施形態では、ピストンロッド７は、投与量設定及び注射動作中に、ハウジング２に対して回転しないようにロックされている。しかしながら、代替的な実施形態では、ピストンロッド７は、第１と第２実施形態に関連して説明した方法と同じ方法で、投薬運動中に回転するように構成することができる。
図１５は図１１〜１４の注射装置１の分解図である。明瞭にするために、注射装置１の作動を説明するために必要な部品だけを示されている。図１５には、接続部品２５が明瞭に示されている。

Claims (15)

  1. 一定の投与量を注射するための注射装置であって、
    −ハウジングと、
    −所望の投与量を設定するために操作可能な投与量設定機構であって、回転可能な投与量ノブを備え、操作することによりばね部材にエネルギーを蓄える投与量設定機構と、
    −ピストンロッドを備える注射機構であって、このピストンロッドが、送達される薬剤を収容するカートリッジ内に配置されたピストンと協働することにより、設定された投与量がカートリッジから注射装置を介して送達されるもので、投与量設定中にばね部材に前もって蓄えられたエネルギーを解放することによって駆動される注射機構と、
    −投与量設定中にハウジングに対して軸方向に沿って近位方向に移動可能であり、且つ設定された投与量を注射する間にハウジングに対して軸方向に沿って遠位方向に移動可能な投薬管と、
    −投与量設定中に、投薬管がハウジングに対して軸方向に沿って遠位方向へ運動することを防止するように構成された保持手段と
    を具備する注射装置。
  2. 保持手段が、ハウジングに対して軸方向に固定されたロックナットであり、このロックナットが投与量設定中にハウジングに対して回転しないようにロックされ、且つ設定された投与量を注射する間にハウジングに対する回転運動を行うことができる、請求項１記載の注射装置。
  3. ロックナットと投薬管が、投薬管とロックナットのそれぞれに形成された互いに噛み合うねじ山を介して接続される、請求項２記載の注射装置。
  4. 更にロック要素を具備し、このロック要素が、ロックナットがハウジングに対して回転することが防止されるロック位置と、ロックナットがハウジングに対して回転することが許容されるロック解除位置との間で移動可能である、請求項２又は３記載の注射装置。
  5. ロック要素がロック位置にあるとき、ロックナットとロック要素に形成された互いに噛み合う歯が噛み合う、請求項４記載の注射装置。
  6. 注射機構の動作に応じてロック要素がロック位置からロック解除位置に移動する、請求項４又は５記載の注射装置。
  7. 設定された投与量を注射する間、投薬管がハウジングに対して回転運動を行なうことが防止される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の注射装置。
  8. 投薬管とピストンロッドが、投薬管とピストンロッドのそれぞれに形成された互いに噛み合うねじ山を介して接続される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の注射装置。
  9. 更に、投与量設定中にピストンロッドの回転運動を防止する手段を備えている、請求項１〜８のいずれか一項に記載の注射装置。
  10. ピストンロッドの回転運動を防止する手段が、ピストンロッドと、ハウジングに対して固定された部材とのキー及びキー溝式の接続を含む、請求項９記載の注射装置。
  11. ピストンロッドの回転運動を防止する手段が、ピストンロッドとハウジングに対して固定された部材との第の３ねじ接続を含む、請求項９記載の注射装置。
  12. 第３ねじ接続が、投薬管のめねじに係合するピストンロッドのおねじの方向と反対方向に向いたピッチを有する、請求項１１記載の注射装置。
  13. ばね部材が圧縮ばねであるか又は圧縮ばねを含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の注射装置。
  14. 更に、ばね部材に蓄積されたエネルギーを解放する解放機構を具備し、この解放によって、設定された投与量が注射される、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の注射装置。
  15. 解放機構が軸方向に移動可能である、請求項１４記載の注射装置。
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