CN101039713B - 具有剂量机构的注射装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于在注射装置中设定剂量的无棘齿及无齿轮的一对一的机构，包括适于沿具有螺纹外表面的活塞杆(106)转动以设要注射的剂量的剂量设定元件(108)。在剂量设定时，活塞杆被锁住使得剂量设定元件的转动运动不引起活塞杆的转动运动。在剂量注射时，活塞杆和剂量设定元件被相互相对锁定使得剂量设定元件的平移引起活塞杆的相对转动和平移。

Description

具有剂量机构的注射装置
技术领域
本发明涉及主要用于家庭使用的注射装置，这种注射装置包括适于沿带螺纹外表面的活塞杆转动以便设定要注射出的剂量的剂量设定装置。更具体地，本发明涉及一种注射装置，其中活塞杆被锁住相对注射装置的第一元件的转动，并且附加地，第二元件可沿活塞杆转动以便沿与注射方向相反的方向挡住活塞杆。
背景技术
当要把药注入到人体中时，由于太高或太小的剂量会有不希望的结果，通常重要的是以高精度设定要注射的剂量。同时，应使患者易于设定剂量，特别是由于许多患者的技巧性差。因此，要求提供一种注射装置，其中剂量用齿轮机构来设定，使得剂量设定元件比较大的位移仅获得设定剂量的相对小的增减。
可从WO99/38554知道一种上述系统，其中通过手动转动注入按钮来设定剂量，因而，按钮是从壳体朝外拧。在这一向外运动中，注入按钮将拉动剂量刻度筒随其运动。当注入按钮被压下，该按钮的运动转变成活塞杆的转动。活塞杆具有与在闭合壳体的壁中的中心孔的内螺纹相匹配的外螺纹。螺纹设计成使得活塞杆的转动会驱动该杆进入安瓿。
从WO 2004/028598已知另一种系统，该文件公开了一种注入装置，该装置包括与保持壳体的容器的后部分的螺纹接合的螺纹驱动杆。锁定螺母设置在驱动杆上以便可滑动但相对驱动杆是转动被固定住的。弹簧设置在锁定帽帽的端面和剂量螺母的内凸脊之间，剂量螺母包括第二部分，第二部分具有与螺纹驱动杆接合的、在该部分内表面上的螺纹。来自在锁定螺母和剂量螺母之间的弹簧力使剂量螺母远离锁定螺母。
另外的系统可参见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)的治疗中，病人必须每天注入药物(如胰岛素)。但是，由于针要刺穿病人的皮肤及还可能刺穿其它组织，这种注入是疼痛的。因此，已发展了带细针的注射装置。但是针的小的横截面(也就是药的窄的通道)要求大的注入力。由于技巧差而遭受痛苦的病人不能总是产生大的注入力，或对提供要求的注射力感到不适。
因此，本发明的最佳实施例的一个目的是提供一种注射装置，其中注射机构不在药物注射系统中加入阻力，也就是在注入机构中有尽可能小的阻力。另外，本发明的最佳实施例的一个目的是提供一种注射装置，使得即使病人的技巧性差，也易于以高精度来设定剂量。
本发明的最佳实施例的另一个目的是提供一种注入辅助系统用来提供注入力帮助操作者进行注入。
另外，最佳实施例的目的是提供一种注射装置，其中活塞可以锁定沿与注入方向相反方向的运动，使得不会由于往后抽活塞而把空气抽进储药管中。本发明的最佳实施例的又一个目的是提供一种注射装置，其中在由于失误而设定了过多的剂量的情形下，可在注射前减小设定的剂量。
另外，本发明最佳实施例的一个目的是提供一种注射装置，该装置可对使用者提供注入过程的进程的触觉反馈。
发明内容
本发明的一个方面提供了一种注射装置，包括：
壳体；
相对于壳体固定的第一元件；
具有螺纹外表面的活塞杆，活塞杆相对第一元件被保持住，使得活塞杆与第一元件之间不会相对转动、而活塞可相对第一元件纵向滑动；
限定所述活塞杆的通道的剂量设定元件，所述通道具有与所述活塞杆的螺纹外表面接合的螺纹内表面，以便限定在所述剂量设定元件与所述活塞杆之间的连接，所述剂量设定元件相对所述活塞杆设置使得所述剂量设定元件的转动引起所述剂量设定元件沿所述活塞杆纵向移动，因而所述活塞杆的行程长度被所述剂量设定元件相对所述剂量设定元件的预定位置沿近方向的纵向位移限定，并且使得所述剂量设定元件相对所述壳体的平移通过所述连接转换为所述活塞杆相对所述壳体的平移；
限定所述活塞杆的通道的第二元件，所述通道具有与所述活塞杆的螺纹外表面接合的螺纹内表面；以及
用于锁定所述第一元件和所述第二元件的相对转动的第一锁定装置，使得当所述第一锁定装置在锁定位置时，不会发生所述活塞杆沿近方向的位移，
还设有弹簧，所述弹簧连接所述第二元件与所述剂量设定元件并偏压这两元件相互朝向对方，使得当所述剂量设定元件转动并且沿所述活塞杆纵向位移时所述弹簧变形，并使得所述剂量设定元件和所述活塞杆沿远方向的用以注射出一定剂量的位移使所述弹簧复原，因而在所述弹簧变形时积累的能量被释放出来以提供注射力。
本发明包括四个主要元件：活塞杆、剂量设定元件、第一元件和第二元件。这些元件可以不同的方式设置而达到同样的结果。在使用中发生两个情况：剂量设定情况及剂量注射情况。
依据该两个情况，所述四个元件用于不同的目的并具有不同的特点，具体如下：
活塞杆具有螺纹外表面，该外表面与剂量设定元件和第二元件的相应的螺纹内表面接合。另外，活塞杆包括用于锁定活塞杆和第一元件的相对转动的装置，例如槽或狭缝。
剂量设定元件包括适于与活塞杆的螺纹外表面接合的螺纹内表面。
在剂量设定情况下，剂量设定元件的功能是设定要注射的剂量。这通过沿活塞杆转动剂量设定元件来完成。
在剂量注射情况下，剂量设定元件的功能是通过螺纹接合把剂量设定元件的平移传到活塞杆。
第一元件被锁定相对活塞杆的转动运动，但是不相互锁定平移。
在剂量设定情况下，第一元件(及第二元件和活塞杆)的功能是保证剂量设定元件的转动不引起活塞杆的转动。这通过锁定第一元件和第二元件的相对转动运动来保证。
在剂量注射情况下，剂量设定元件的功能是保证剂量设定元件的平移运动不引起剂量设定元件相对活塞杆的转动。这时通过锁定剂量设定元件和第一元件的相对转动运动来完成。
第二元件包括适于与活塞杆的螺纹外表面接合的螺纹内表面。
在剂量设定情况下，第二元件与第一元件一起的功能是保证在剂量设定期间当剂量设定元件转动时，活塞杆不转动。
在剂量注射情况下，第二元件的功能是相对活塞杆运动(与第一元件及剂量设定元件不一样)，使得当剂量已注射时，在剂量设定时活塞杆可再锁定相对转动运动。
如上所述，在使用时发生两个情况：
在剂量设定情况下，活塞杆、第一元件和第二元件都相互锁定，使得剂量设定元件的转动运动不会引起活塞杆的转动。因此，当通过转动剂量设定元件来设定剂量时，保持活塞杆固定。
在剂量注射情况下，活塞杆、第一元件和剂量设定元件都相互锁定，使得剂量设定元件的平移运动引起活塞杆和第二元件的相对转动和平移运动。因此，在第一元件和第二元件在新的位置相互锁定后可注射出剂量，使得当另一个剂量设定时，活塞杆像上述剂量设定情况下那样被保持。
本发明的一个优点是没有齿轮机构，因此使用者将经历“一对一”注射。所谓“一对一”意思指由于没有设定齿轮机构，按钮移动的距离等于活塞移动的距离。
本发明的另一优点是避免了把线性的棘齿机构设在活塞杆上。这是有利的，由于进行“一对一”运动时，在某些情形下移动距离很小(例如十分之一毫米或更小)，就需要上述机构很精密。在本发明中， 这种小距离可通过提供小的节距来设定。
由于通过沿活塞杆转动剂量设定元件来设定剂量，每一转剂量设定元件得到的平移以及因此设定剂量的精度取决于活塞杆螺纹的节距。因此，高精度应用的实施例可设有低的节距，而低要求的应用的实施例可结合限定较高节距的活塞杆。
另外，由于可沿两个方向(“上调”和“下调”)转动剂量设定元件，可以通过朝着剂量设定元件的预定位置退回剂量设定元件而取消剂量设定。
在本说明书的上下文中，术语“远”指装置注射药物的一端，也就是装置的针端，而术语“近”指装置的相对的另一端。因此当进行注射时，活塞及活塞杆沿“远方向”运动。
另外在本发明的上下文中，“注射”及“注入”有区别。“注射”意思是将剂量的药注射出注射装置，但不必须注射入病人的身体。而“注入”意思指将一剂量的药注射出注射装置，并且注入病人的身体。
为了允许活塞杆相对第一元件转动锁定，活塞杆可具有允许这种锁定的横截面形状。例如，活塞杆的横截面可限定沿活塞杆长度或至少其一部分延伸的两个相对的扁平表面部分，还有非扁平表面限定圆部分并且带螺纹。第一元件或可以转动固定到第一元件的其它元件可限定适于与活塞杆的扁平表面接合的相配合的内表面。这种配合的内表面可以例如由第一元件中的通道提供。配合的内表面可设成第一元件的一部分，该部分限定止挡面，例如在第一元件中的向内突起的凸缘部分。
在另外的实施例中，活塞杆的整个外表面带螺纹，而阻止转动装置设成在活塞杆上的一个或多个螺母。螺母相对活塞杆的外表面被保持住，而螺母的外表面适于与第一元件的配合的内表面接合，以便相对第一元件转动锁定活塞杆。
为了提高注射的精度，在剂量设定元件的螺纹和活塞杆的螺纹之间的配合优选地是基本无间隙。在第二元件和活塞杆之间的连接优选地也是基本无间隙。
通过沿活塞杆转动剂量设定元件来设定剂量，活塞杆的行程长度由剂量设定元件的远表面和预定的位置之间的纵向距离限定，预定的位置优选地由用于剂量设定元件的远表面的抵靠表面限定。因此，当剂量设定元件在预定的位置，剂量设定元件的远表面如此优选地被锁定沿远方向的位移。用于剂量设定元件的抵靠表面可以设在第一元件的上述向内突起的凸缘部分的近表面上。或者，抵靠表面可设成在第一元件中的另外的向内突起的凸缘或凸边部分。
由于活塞杆和剂量设定元件的螺纹，剂量设定元件的平移可传到活塞杆。使用者可把注射力直接加到剂量设定元件或加到剂量设定元件的近侧的一个独立元件上。在另一个实施例中，通过把力直接加到活塞杆的一部分(例如端部)来进行注射。
为了帮助不能轻易地把所需力提供给注射装置的技巧差的病人，装置可包括注射辅助系统，用来提供注射力以帮助装置的操作者沿远方向对活塞加力以便注射出剂量。在一个实施例中，注射辅助系统设置成在设定剂量时把势能储存在装置中。在设定剂量时感觉的阻力比较大，但是注射剂量时要克服的力比较小。当注射出剂量时，势能被释放，使得使用者所加的力不需要如不没有注射辅助系统的那样高。在一些实施例中，辅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。在后面的实施例中，注射辅助系统适于沿远方向对活塞加力，以便当使用者开始注射时可不用使用者的帮助而注射出剂量。
可通过压缩设置来偏压第二元件和剂量设定元件朝向对方的弹簧来储存势能，使得当剂量设定元件转动并因而沿活塞杆纵向位移时，弹簧变形，并且使得剂量设定元件和活塞杆沿远方向的用于注射出剂量的平移使弹簧复原，因而在弹簧变形时积累的能量被释放出来，以提供所述注射力。可以通过压缩或扩展使弹簧沿纵方向变形。当弹簧可沿纵方向变形时，弹簧及剂量设定元件可彼此相对滑动，使得当转动剂量设定元件来设定剂量时，弹簧不会拧弯。
或者，弹簧可连接到或抵靠到可相对剂量设定元件作转动地滑动的一个垫圈上。纵向可压缩的弹簧可以与活塞杆同轴延伸或设成与活 塞杆并排。在一个实施例中，多个纵向可压缩的弹簧设成与活塞杆并排。
在一个实施例中，所述弹簧是螺旋弹簧，所述螺旋弹簧与所述活塞杆同轴延伸，并且把所述第二元件和所述剂量设定元件连接起来，使得所述剂量设定元件的用于设定所述剂量的转动使所述弹簧转动地变形，并且使得所述剂量设定元件和所述活塞杆的用于注射出剂量的平移来使所述第二元件转动以使所述弹簧复原长。在另一个实施例中，弹簧连接到剂量设定元件和第二元件，使得当剂量设定元件相对第二元件转动时，弹簧可转动地及沿纵向变形。
为了增加储存在弹簧中的势能，当剂量设定元件在预定的位置时，弹簧可以预变形。因此，当剂量设定元件转动时，弹簧变形更大。在一个实施例中，螺旋弹簧的端部相对彼此转动至少三次以便转动地预变形弹簧，而在另外的实施例中，弹簧转动五次或十次。
注射装置可设计成使得当剂量设定元件沿近方向运动时，弹簧的外尺寸(也就是直径)减小。另外，注射装置可设计成使得当剂量设定元件在预定位置时，弹簧的外尺寸(也就是直径)尽可能大，因此弹簧尽可能接近注射装置的侧壁。
弹簧圈的横截面可以是四边形的，使得弹簧的弯曲阻力尽可能高，因此，当弹簧拧转时储存的势能尽可能高。在一个实施例中，螺旋弹簧圈的横截面的径向尺寸比横截面的轴向尺寸大。例如，径向尺寸可是轴向尺寸的五倍多。
下面说明弹簧的三个实施例。在第一实施例中，选择弹簧使得弹簧不用以帮助注射，而仅仅用来保证在任何时候第二元件抵靠止挡面。在第二实施例中，弹簧用来在注射中帮助使用者，使得当剂量设定元件被上调时，存储足够的势能以减小进行注射需要的力。在该实施例中，弹簧也用于保证第二元件抵靠止挡面。最后，在第三实施例中，选择有如下特点弹簧，即可保证使用者仅需要起动注射，随后，储存在弹簧中的势能足够高以进行注射。
本发明注射装置可设计成使得使用者可预变形弹簧以在上述三个 实施例之间改变注射装置。
在本发明中，设有第一锁定装置用来锁定第一和第二元件相对转动，使得当锁定装置在锁定位置时，活塞杆不能沿近方向位移。第一锁定装置可以在锁定位置及非锁定位置之间移动。
第一锁定装置可设成适于拧入与第二元件的外表面接合的螺钉。螺钉可设在壳体中或螺钉可设在第一元件中使该螺钉可拧入与第二元件接合。第二元件可包括多个槽或凹口，当第二元件在锁定位置，螺钉与这些槽或凹口接合。
第一锁定装置可适于锁住第一元件相对第二元件的转动，而允许第一和第二元件彼此相对平移。第一锁定装置可设成从第一元件径向延伸入第二元件的槽中的多个突起。或者第一锁定装置可设成从第二元件延伸入第一元件的多个突起。第一锁定装置可在锁定位置及非锁定位置之间移动。第一锁定装置可包括多个(四个)突起，与相应数目的槽接合。或者，槽的数目超过突起的数目。结果，为了置于使得可与槽接合的位置，包括可移动突起的元件(例如第一元件)只需要相对于另一元件(例如第二元件)转动一个小的角度。
注射装置可还包括第二锁定装置，所述第二锁定装置适于锁定所述剂量设定元件，使得当所述第二锁定装置在锁定位置，所述剂量设定元件和所述第一元件不能发生相对转动，并且使所述剂量设定元件可以相对所述第一元件纵向滑动。
第二锁定元件可用来保证设定的剂量不会被注射前偶然的事件改变。例如当第二锁定元件在锁定位置时，使得剂量设定元件和第一元件之间不能相对转动，并且使得剂量设定元件可相对第一元件纵向滑动。
第二锁定元件可设成适于与剂量设定元件的滑动部分接合的螺钉或销。在后一实施例中，剂量设定元件可包括可由第二锁定元件接合的至少一个槽。为了锁定剂量设定元件，第二锁定元件可以从非接合位置拧入或推入接合位置，在接合位置，至少第二锁定元件的一部分延伸入槽中。槽具有可允许销或螺钉在不同的纵向位置与剂量设定元 件接合的纵向范围。
下面详细说明本发明的第一实施例。在第一实施例中，壳体包括第一元件。
当第一锁定元件在锁定位置时，第二元件的端面可抵靠第一元件的止挡面。因此，第一锁定装置可设成锁定螺母，当对着第一元件拧紧时，该螺母保证活塞杆不相对第一元件和第二元件转动。由此，第一元件和第二元件的表面相互拧紧。
如上所述，剂量设定元件限定活塞杆的通道，该通道具有与活塞杆的螺纹外表面接合的螺纹内表面，以便限定在剂量设定元件和活塞杆之间的连接。另外，剂量设定元件和活塞杆可相互设置成使得剂量设定元件相对壳体的纯平移通过所述连接可转为活塞杆相对壳体的纯平移。
在一些实施例中，第二元件可相对活塞杆在止挡面和活塞之间移动，而在另一些实施例中，第二元件相对第一元件被挡住，使得第二元件相对第一元件的纵向位置实际上是固定的。通过把第二元件设置于在近方向挡住第二元件的止挡面和在远方向挡住第二元件的另一止挡面之间来固定第二元件。为了使在注射时活塞杆沿纵向移动时第二元件可转动，在第二元件和其抵靠的表面之间的摩擦应尽可能低。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，或在零件之间加入润滑剂(reducing agent)。
止挡面可设在保持元件上，保持元件适于挡住第二元件，使得在第二元件和第一元件之间实质上不会发生相对的纵向位移。作为一个实例，第二元件可设在保持元件的近部分和远部分之间，近部分与第一元件连接或成整体。在另一个实施例中，远部分及近部分都与第一元件连接。
在下面，进一步详细说明本发明的第二实施例。在第二实施例中，壳体包括第二元件。
剂量设定元件和第一元件可以被锁定相对的平移，但允许相对的转动运动。锁定相对的平移可由相互接合的倒钩部分提供。装倒钩部分可包括适于相对滑动的接合表面。
第二元件可设成从第一元件延伸入剂量设定元件的槽或凹口中的突起。或者，第二元件可从剂量设定元件延伸入第一元件。第二锁定元件可包括设在剂量设定元件的槽中且可以在非锁定位置及锁定位置之间活动的多个锁定销。锁定销可通过按钮来操作。
另外，可设置联动机构，用来联动控制第一锁定装置和第二锁定装置的锁定位置，使得当第二锁定装置锁定时，第一锁定装置不锁定和反之亦然，例如，第二锁定装置可设成可移动进入第一元件的锁定销，因而第一锁定装置从锁定位置移动进入非锁定位置。
按本发明的第二方面，提供了一种注射装置，其包括：
壳体；
相对于壳体固定的第一元件；
具有螺纹外表面的活塞杆，所述活塞杆相对所述第一元件被保持，使得所述活塞杆和所述第一元件不会发生相对转动，并且所述活塞杆可相对所述第一元件纵向滑动；
限定所述活塞杆的通道的剂量设定元件，所述通道具有与所述活塞杆的螺纹外表面接合的螺纹内表面，以便限定在所述剂量设定元件和所述活塞杆之间的连接，所述剂量设定元件相对所述活塞杆设置，使得所述剂量设定元件的转动引起所述剂量设定元件沿所述活塞杆纵向位移，因而所述活塞杆的行程长度由所述剂量设定元件相对所述剂量设定元件的预定位置沿近方向的纵向位移限定，并使得所述剂量设定元件相对所述壳体的纯平移可通过所述连接转换成所述活塞杆相对所述壳体的纯平移；和
限定所述活塞杆的通道的第二元件，所述通道具有与所述活塞杆的螺纹外表面接合的螺纹内表面，至少所述第二元件的一个端面设置成与所述第一元件的止挡面抵靠，使得当所述第二元件的表面与所述第一元件的止挡面抵靠时，所述活塞杆被锁住不作沿近方向的位移。
在一个实施例中，第二元件的止挡面面相近方向并适于抵靠第一元件的面向远方向的止挡面。当活塞杆被锁定沿近方向的位移时，通过在抵靠表面间提供摩擦锁定，可获得沿远方向锁定位移。通过相互相对转动第一元件和第二元件，直到在各抵靠表面上达到预定的表面压力，就可以获到上述锁定。因此，在摩擦锁定时，必须克服预定的摩擦力以便允许第一和第二元件彼此相对转动。
在一个实施例中，活塞杆是实心的，这能够获得紧凑的结构，对于同样的极惯性矩，管形元件的直径比实心元件的直径大。
按照本发明的第二方面的发明可包括按照本发明的第一方面的发明的特点和/或元件。
附图说明
下面参照附图更详细地说明本发明，附图中：
图1a-1d示出本发明的注射装置的第一实施例的基本工作原理；
图2a-2d示出本发明的注射装置的注射辅助系统的第一实施例；
图3a-3b示出包括锁定剂量设定元件和第二元件转动的锁定元件的注射辅助系统的一个实施例；
图4a-4g示出本发明的注射装置的第二实施例的工作原理；
图5a-5f和图6示出本发明的注射装置的第二实施例。
具体实施方式
图1a-1d示出了构成本发明基础的原理的简化图。在上面“发明内容”一节中提到的远方向由箭头102表示，而近方向由箭头104表示。注射装置包括活塞杆106、剂量设定元件108和第二元件110，在图1a-1d的实施例中，第二元件具体体现为锁定螺母。活塞杆106的外表面带螺纹，而剂量设定元件108和第二元件110限定具有相应的内螺纹的通道。因此，剂量设定元件108和第二元件110可沿着活塞杆转动。剂量设定元件108和第二元件110之间设有中间元件112，中间元件112的远方向侧设有止挡面114。中间元件112相对壳体(未示出)固定。图1a-1d这四个图示出了注射的不同阶段。
图1a示出剂量设定前的剂量装置。在该情形下，第二元件110(锁定螺母)抵靠止挡面114，而剂量设定元件108处在其预定的位置。通过沿近方向(也就是箭头104的方向)沿着活塞杆106转动剂量设定元件108来设定剂量，因此，上调剂量设定元件，如果剂量设定元 件108被沿着近方向调节得过远，则可将其下调而不需要进行注射。在图1b中，已将剂量设定元件108调节到所希望的位置，例如使得60IU的一个剂量被设定，使用者可通过沿远方向把纵向力加到剂量设定元件108上或加到活塞杆106的近端116上，进行注射。由于剂量设定元件108和活塞杆106都带螺纹，因此，平移的力例如沿着远方向被传到活塞杆。
在图1c中，已进行了注射，剂量设定元件108在其预定的位置。但是，此时第二元件110却并未抵靠止挡面114。因此，为了保证活塞杆106不沿近方向移动，第二元件110沿着活塞杆转回直到抵靠止挡面。这样得到了图1d的情形。上面参照图1a-1d说明的程序现在可以重复，也就是可以设定及注射新的剂量。
如图2a-2d所示，预变形螺旋弹簧118可连接剂量设定元件108和第二元件110。当剂量设定元件108被上调，也就是从图2a的位置移到图2b的位置，弹簧变形。因此，当进行注射时，弹簧转动第二元件110(锁定螺母)，使得第二元件总是抵靠止挡面114，因而，决不会产生图2c的情形，图2c只是为说明而加进去的。这保证了活塞杆仅沿着远方向移动。在进行注射时，因上调剂量设定元件而储存在弹簧中的势能产生把活塞杆106向前推的辅助力。
从图2a-2d的说明中可明白，在注射时，剂量设定元件108应被锁定防止转动，以便保证剂量设定元件不由变形的弹簧118而下调。因此，如图3a和3b所示，可设定剂量锁定件120，该剂量锁定件例如可是螺钉的形式。螺钉尖122与剂量设定元件108的槽124接合。如图3b所示，沿着剂量设定元件的周边设有多个槽。为了允许注射时剂量设定元件108进行平移，剂量设定元件的槽124有一个纵向范围(参照图3a)，使得剂量设定元件沿远方向滑动，而剂量锁定件120防止剂量设定元件转动。
另外，为了保证在剂量设定元件使弹簧变形时使第二元件不转动，设有第二元件锁定件126。第二元件锁定件126适于与第二元件接合。
在图3a中，中间元件112适于挡住第二元件，使得实质上第二元 件可相对第一元件118没有纵向位移。中间元件112与第一元件成整体，并限定第一元件的向内突起的凸缘部分。活塞杆106设有直线导轨130，该导轨被固定到第一元件或与第一元件制成整体的突起132接合，因而锁定活塞杆106不进行相对第一元件的转动。
图4a-4g示出本发明装置的第二实施例的工作原理。活塞杆有螺纹外表面，该外表面延伸穿过第二元件210并与第二元件210的内螺纹接合。第一元件212限定出用于活塞杆206的孔，但是在活塞杆206的螺纹和第一元件212中的孔之间没有接合。剂量设定元件208限定与活塞杆206的螺纹接合的带螺纹的通道。第一元件212可平移地固定到剂量设定元件208，第一元件212相对活塞杆206转动锁定。如短线250所示，第一元件212被锁定相对第二元件210的转动。预变形螺旋弹簧218的远端固定到第二元件210，弹簧218的近端固定到剂量设定元件208。短线252、254和256分别表示剂量设定元件208、第一元件212和活塞杆206的转动位置。
图4a示出装置的初始位置。在图4b中，已经上调剂量设定元件208，也就是剂量设定元件208相对于活塞杆206转动，如短线252所示。相对第一元件212转动锁定的第二元件210已随着剂量设定元件和第一元件212转动，弹簧218已变形。在图4c中，已进一步上调剂量设定元件208，导致弹簧218进一步变形。随后，如图4d中短线258所示，剂量设定元件208被转动锁定到第一元件212，以及如图4e所示，在第一元件212和第二元件210之间的转动锁定已释放(在图4d中出现的短线250在图4e中已除去)。
当下调剂量设定元件208以使从注射装置注射出剂量时，当第一元件被转动锁定到活塞杆206，第一元件212随剂量设定元件208转动，并且活塞杆206随第一元件转动。在螺旋弹簧218中储存的势能被释放出来，并且提供便于注射的力。在图4g中，剂量注射已完成，剂量设定元件208和第一元件212被完全调下。
图5a-5f和图6示出具体体现图4a-4g的工作原理的实施例。第一元件212经过倒钩部分220与剂量设定元件208接合，并且如图6的 横截面图所示，第一元件212通过突起222与第二元件210接合，突起222设置成可在形成于第二元件210中的槽224中滑动。因此，第二元件212相对于第一元件210转动锁定。在图6中，示出突起222在突出位置，在该位置提供了用于防止第一元件212相对第二元件210转动的转动锁定。通过把突起222从其突出位置退回到退回位置，可释放转动锁定。设在第一元件212上的突起226与活塞杆206中的槽207接合以将第一元件212相对于活塞杆206转动锁定。图5a-5f进一步示出用于接合切口230以提供剂量设定元件208和第一元件212之间的转动锁定的锁定销228。在图5a、5b和5f中，锁定销228不与第一元件212中的切口230接合，而在图5c-5e中，锁定销提供所述转动锁定。
图5a示出注射装置的初始位置，在图5b中，剂量设定元件208已沿着活塞杆206上调，并且第一元件212已随着剂量设定元件沿活塞杆平移，因此，在剂量设定元件208和第一元件212之间已发生相对转动运动。在图5c中，例如由于使用者的动作(如推按钮)，发生锁定销218被带到与第一元件212接合。在图5d中，突起222从其突出位置退回，因此，第一元件212可相对第二元件210自由转动。剂量设定元件208被强制向前(也就是沿远方向移动)，因此使活塞杆206向前以注射出剂量。图5e示出其结果位置，其中第一元件212和剂量设定元件208回到其初始位置。在图5f中，突起222回到其初始位置，锁定销228从第一元件212中释放出来，并且可设定及注射新的剂量。可以明白图5f的位置与图5a的位置相同，除了图5f中活塞杆206比图5a中更靠前，与上述的剂量设定及注射相应。虽然没有示出，但除了使用者对剂量设定元件208提供的力以外，相应图4a-4g描述的提供注射力的螺旋弹簧也可用在图5a-5f的实施例中。

Claims (21)

1.一种注射装置，包括：
壳体；
相对于壳体固定的第一元件(112；212)；
具有螺纹外表面的活塞杆(106；206)，活塞杆(106；206)相对于第一元件(112；212)被保持住，使得活塞杆(106；206)与第一元件(112；212)不可能相对转动、而活塞(106；206)可相对于第一元件(112；212)纵向滑动；
限定所述活塞杆(106；206)的通道的剂量设定元件(108；208)，所述通道具有与所述活塞杆(106；206)的螺纹外表面接合的螺纹内表面，以便限定在所述剂量设定元件(108；208)与所述活塞杆(106；206)之间的连接，所述剂量设定元件(108；208)相对于所述活塞杆(106；206)设置使得所述剂量设定元件(108；208)的转动引起所述剂量设定元件(108；208)沿所述活塞杆(106；206)纵向移动，因而所述活塞杆(106；206)的行程长度被所述剂量设定元件(108；208)的相对于所述剂量设定元件(108；208)的预定位置沿近方向(104)的纵向位移限定，并且所述剂量设定元件(108；208)相对于所述活塞杆(106；206)设置使得所述剂量设定元件(108；208)相对于所述壳体的平移通过所述连接转为所述活塞杆(106；206)相对于所述壳体的平移；
限定所述活塞杆(106；206)的通道的第二元件(110；210)，所述通道具有与所述活塞杆(106；206)的螺纹外表面接合的螺纹内表面；以及
用于锁定所述第一元件(112；212)和所述第二元件(110；210)的相对转动的第一锁定装置(126；250)，使得当所述第一锁定装置(126；250)处于其锁定位置时，不会产生所述活塞杆(106；206)沿近方向(104)的位移，
其特征在于：
还设有弹簧(118；218)，所述弹簧(118；218)连接所述第二元件(110；210)与所述剂量设定元件(108；208)并偏压这两元件朝向彼此，使得当所述剂量设定元件(108；208)转动并且沿所述活塞杆(106；206)纵向位移时所述弹簧变形，并使得所述剂量设定元件(108；208)和所述活塞杆(106；206)沿远方向(102)的、用于注射出一定剂量的平移使所述弹簧(118；218)复原，因而在所述弹簧(118；218)变形时积累的能量被释放出来以提供注射力。
2.按照权利要求1所述的注射装置，其特征在于，所述弹簧(118；218)是螺旋弹簧，所述螺旋弹簧与所述活塞杆(106；206)同轴延伸、并且将所述第二元件(110；210)和所述剂量设定元件(108；208)相互连接起来，使得所述剂量设定元件(108；208)的用于设定所述剂量的转动使所述弹簧(118；218)转动地变形，并且使得所述剂量设定元件(108；208)和所述活塞杆(106；206)的用于注射出剂量的平移使所述第二元件(110；210)转动以使所述弹簧复原。
3.按照权利要求1所述的注射装置，其特征在于，当所述剂量设定元件(108；208)处在所述预定位置时，使所述弹簧(118；218)预变形。
4.按照权利要求1所述的注射装置，其特征在于，所述弹簧(118；218)构成注射辅助系统的一部分，所述注射辅助系统适于沿远方向对所述活塞杆(106；206)加力，以便当使用者开始注射时，无须使用者的辅助而注射出剂量。
5.按照权利要求1所述的注射装置，其特征在于，还包括第二锁定装置(120；258)，所述第二锁定装置(120；258)适于锁定所述剂量设定元件(108；208)，使得当所述第二锁定装置(120；258)处于其锁定位置时，所述剂量设定元件(108；208)和所述第一元件(112；212)不能发生相对转动，并且使所述剂量设定元件(108；208)可以相对于所述第一元件(112；212)纵向滑动。
6.按照权利要求1所述的注射装置，其特征在于，当所述第一锁定装置(126)在其锁定位置时，所述第二元件(110)的端面与所述第一元件(112)的止挡面(114)抵靠。
7.按照权利要求1所述的注射装置，其特征在于，所述第二元件(110)相对于所述第一元件(112)被保持，使得所述第二元件(110)相对于所述第一元件(112)的纵向位置实质上固定。
8.按照权利要求6所述的注射装置，其特征在于，所述止挡面(114)设在保持元件上，所述保持元件适于挡住所述第二元件(110)，使得在所述第二元件(110)和所述第一元件(112)之间实质上不会产生相对的纵向位移。
9.按照权利要求8所述的注射装置，其特征在于，所述第二元件(110)设在所述保持元件的近部分和远部分之间，并且所述远部分与所述第一元件(112)连接。
10.按照权利要求1所述的注射装置，其特征在于，所述壳体包括所述第一元件(112)。
11.按照权利要求5所述的注射装置，其特征在于，所述剂量设定元件(208)和所述第一元件(212)被锁定以防止所述剂量设定元件和所述第一元件的相对平移。
12.按照权利要求11的注射装置，其特征在于，还包括联动机构(228，230，222)，所述联动机构(228，230，222)用于联动控制所述第一和第二锁定装置(250，258)的锁定位置，使得当所述第二锁定装置(258)锁定时，所述第一锁定装置(250)解锁，以及当所述第一锁定装置(250)锁定时，所述第二锁定装置(258)解锁。
13.按照权利要求1至4或11或12中任一项的注射装置，其特征在于，所述壳体包括所述第二元件(210)。
14.一种注射装置，其包括：
壳体；
相对于壳体固定的第一元件；
具有螺纹外表面的活塞杆(106)，所述活塞杆(106)相对于所述第一元件(112)被保持，使得所述活塞杆(106)和所述第一元件(112)不可能相对转动、而所述活塞杆(106)可相对于所述第一元件(112)纵向滑动；
限定所述活塞杆(106)的通道的剂量设定元件(108)，所述通道具有与所述活塞杆(106)的螺纹外表面接合的螺纹内表面，以便限定所述剂量设定元件(108)和所述活塞杆(106)之间的连接，所述剂量设定元件(108)相对于所述活塞杆(106)设置使得所述剂量设定元件(108)的转动引起所述剂量设定元件(108)沿所述活塞杆(106)纵向位移，因而所述活塞杆(106)的行程长度由所述剂量设定元件(108)相对于所述剂量设定元件(108)的预定位置沿近方向(104)的纵向位移限定，并且所述剂量设定元件(108)相对于所述活塞杆(106)设置使得所述剂量设定元件(108)相对于所述壳体的纯平移可通过所述连接转换成所述活塞杆(106)相对于所述壳体的纯平移；和
限定所述活塞杆(106)的通道的第二元件(110)，所述通道具有与所述活塞杆(106)的螺纹外表面接合的螺纹内表面，
其特征在于：
所述第二元件(110)的至少一个端面设置成与所述第一元件(112)的止挡面(114)抵靠，使得当所述第二元件(110)的所述至少一个端面与所述第一元件(112)的止挡面(114)抵靠时，所述活塞杆(106)被锁住不进行沿近方向(104)的位移。
15.按照权利要求14所述的注射装置，其特征在于，当所述活塞杆(106)被锁定不进行沿近方向(104)的位移时，在抵靠着的所述第二元件的至少一个端面和所述第一元件的所述止挡面之间提供了摩擦锁定。
16.按照权利要求14所述的注射装置，其特征在于，所述的活塞杆(106)是实心的。
17.按照权利要求14所述的注射装置，其特征在于，还包括第二锁定装置(120)，所述第二锁定装置(120)适于锁定所述剂量设定元件(108)，使得当所述第二锁定装置(120)处于其锁定位置时，所述剂量设定元件(108)和所述壳体不可能相对转动，并且使所述剂量设定元件(108)可以相对于所述壳体作纵向滑动。
18.按照权利要求14所述的注射装置，其特征在于，还包括第一锁定装置(126)，所述第一锁定装置(126)适于锁定所述第二元件(110)，使得当所述第一锁定装置(126)在其锁定位置时，所述第二元件(110)没有相对转动。
19.按照权利要求14所述的注射装置，其特征在于，还包括注射辅助系统，所述注射辅助系统用来提供注射力，以帮助注射装置的操作者沿远方向对所述活塞杆(106)加力以便注射出剂量。
20.按照权利要求19所述的注射装置，其特征在于，所述注射辅助系统适于沿远方向对所述活塞杆(106)加力，以便当使用者开始注射时，无须使用者的辅助而注射出剂量。
21.按照权利要求19或20所述的注射装置，其特征在于，所述注射辅助系统包括弹簧(118)，所述弹簧设置成偏压所述第二元件(110)与所述剂量设定元件(108)朝向彼此，使得当所述剂量设定元件(108)转动并且因而沿所述活塞杆(106)纵向位移时，所述弹簧(118)变形，并使得所述剂量设定元件(108)和所述活塞杆(106)沿远方向的、用以注射出所述剂量的平移使所述弹簧(118)复原，因而在所述弹簧(118)变形时积累的能量被释放出来以提供所述注射力。
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