CN109152881A - 用于药剂输送装置的驱动组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种与药剂输送装置结合使用的动力单元(10)，该动力单元包括：可沿纵轴(L)移动的柱塞杆(12)；可操作地连接至所述柱塞杆(12)的驱动弹簧(36)；柱塞杆套管(16；66；82；100；120)，其布置有保持元件(20、22；62、64；88、90；102、104；122、124)，所述保持元件用于利用所述驱动弹簧(36)将所述柱塞杆(12)可释放地保持在张紧状态。本发明的特征在于布置到所述柱塞杆(12)上的信号引发元件(30；60；80；112；140)；以及信号产生元件(20、22；62、64；84、86；108、110；138)，所述信号产生元件布置为与所述信号引发元件(30；60；80；112；140)配合，在所述柱塞杆套管(16；66；82；100；120)被激活以释放所述保持元件(20、22；62、64；88、90；102、104；122、124)时向药剂输送装置的用户提供关于所述柱塞杆(12)的移动的信息。

Description

用于药剂输送装置的驱动组件
技术领域
本发明涉及一种用于药剂输送装置的动力单元，该动力单元能够提供用于从药剂容器中排出药剂剂量的能量。
背景技术
在市场上已经开发出许多用于由用户自助输药的药剂输送装置。由于这些用户中的许多人一般在操作药剂输送装置方面没有经验并且在自助输药时往往有一定的忧虑和不情愿情绪，特别是对于注射药剂输送装置有忧虑，因此药剂输送装置的开发者往往试图在很大程度上将这些药剂输送装置设计为具有能够隐藏或最大限度地减少诸如注射针等部件的外露的功能和特性。
用于自助输药的药剂输送装置常常伴有的另一个问题是必须确保正确操作，以确定用户获得了预定剂量的全部药剂并最大限度减少故障甚至事故的危险。在此方面，重要的是该装置必须易于操作并且用户在使用之前和使用过程中都能收到信息。例如，重要的是药剂输送装置不会过早地从剂量输送部位移除，在用户因使用药剂输送装置感到不舒服而想要尽快移除该装置的情况下，这可能成为问题。
为此，已经开发出了许多信号或信息提供方案，其中许多方案涉及在剂量输送过程期间和/或结束时的信息，以告知用户何时能安全地移除药剂输送装置。
文献US 7,758,550公开了一种具有信号单元的药剂输送装置。所述信号单元包括连接至开关套管的闭止杆、以及围绕该闭止杆并通过第一闭锁元件轴向固定连接(例如锁闭)至活塞杆的接合套管。
在输送运动开始时，设有接合元件的闭止杆和接合套管被进一步拉开，使得接合元件在设有闭锁元件的段上移动，从而接合元件分别越过闭锁元件。在接合元件越过每个闭锁元件时，发出一个短暂的轻敲信号。
US 7,758,550的方案的缺点在于，为了提供信号，除了通常存在于药剂输送装置中的部件之外，还需要若干附加部件。
发明内容
在本申请中，术语“远部/远端”指在装置的使用期间所述装置或其构件的距离用户的药剂输送部位最远的部分/端部。相应地，术语“近部/近端”指在所述装置的使用期间所述装置或其构件的距离用户的药剂输送部位最近的部分/端部。
本发明的目的是克服现有技术的药剂输送装置的缺点，并提供一种具有信号功能的药剂输送装置，该信号功能可靠，清晰易懂，并且最大限度地减少了附加部件的需求和使用。
此目的是通过具有独立专利权利要求中的特征的药剂输送装置来实现的。优选实施方式构成从属权利要求的主题。
根据本发明，与药剂输送装置结合使用的所述动力单元可包括：可沿纵轴移动的柱塞杆；可操作地连接至所述柱塞杆的驱动弹簧；柱塞杆套管，其设有保持元件，该保持元件用于利用所述驱动弹簧将所述柱塞杆可释放地保持在张紧状态。
这些特征在使用预张紧的驱动弹簧来输送药剂剂量的许多不同药剂输送装置中是很常见的。可通过多种方式实现动力单元的激活，例如手动、自动或半自动方式。
根据一种优选方案，在柱塞杆上布置有信号引发元件，并且还设有信号产生元件，该信号产生元件布置为与所述信号引发元件配合，用于在致动件套管被激活以释放所述保持元件时向药剂输送装置的用户提供关于所述柱塞杆的移动的信息。
采用这种方案，柱塞杆直接用于向用户发出信号，以向用户通知柱塞杆的移动，这种信号是剂量输送操作的一种清晰指示。或多或少地直接使用柱塞杆的优点是能够减少部件的数量，同时提供除剂量输送功能之外的附加功能。
根据一种可行方案，所述信号元件可包括沿纵轴彼此相继布置的多个突起。这些突起可在制造时直接产生在柱塞杆的表面上。在此方面，突起可彼此等距地相继布置。另一方面，突起也可沿近侧方向以逐渐减少的间距相继布置，或者可根据要向用户提供的预定信息混合使用这两种布置形式。例如，突起之间的相等间距会导致信号频率降低，因为来自弹簧的动力会随着剂量输送过程的进行而减小。
另一方面，在使用相同的弹簧时，根据力的减小与距离的减小之间的平衡，突起之间逐渐减小的间距能产生恒定的信号频率。另一种情况是，根据弹簧力与距离减小之间的平衡，在剂量输送过程结束时频率会提高。
为了提供独特的信号，突起可设计为具有楔形形状。采用这种形状，若信号产生元件包括与所述信号引发元件机械地接合以提供信息的机械柔性元件，则能获得非常清晰且独特的信号。
作为突起的一种替代，可沿柱塞杆的纵轴布置若干切口。此外，为了使附加部件的数量尽可能少，信号产生元件可包括所述致动件的保持元件。采用这种方案，保持元件将具有双重功能，它们首先将柱塞杆保持在受载状态，然后在柱塞杆释放之后产生指示剂量输送操作的进展的信号。
为了提供用于保持柱塞杆的良好夹持力并提供清晰且独特的信号，保持元件可包括大致纵向延伸的柔性臂，该柔性臂可布置有设计为与柱塞杆的凹部接合的横挡，这些横挡布置为与信号引发元件配合。而且，信号产生元件可包括沿纵向彼此相继地布置为至少一排的多个机械柔性元件。采用这种方案，信号产生元件的数量大于信号引发元件的数量，即，当通过成排的信号产生元件并与之接触时，仅需要一个突起以产生信号。
采用上述方案，所述信息可包括声音信息和触觉信息，因为声音和震动都可由与信号引发元件配合的信号产生元件产生。
根据动力单元的另一种可行方案，动力单元还可包括同轴地布置在柱塞杆套管外部的致动件，其中致动件可从阻挡位置移动至释放位置。致动件从阻挡位置向释放位置的移动可通过旋转和/或沿纵轴移动进行。
通过阅读下文中的本发明的详细说明和附图，本发明的这些方面和其它方面以及本发明的优点将变得更明显。
附图说明
下面将参照附图对本发明进行详细说明，在附图中：
图1是本发明的动力单元的透视图；
图2是图1的动力单元的部件分解图；
图3a和3b是图1的动力单元的横截面图；
图4是图1的动力单元在激活时的横截面图；
图5是动力单元的第二种实施方式的部件分解图；
图6是图5的动力单元的横截面图；
图7是动力单元的第三种实施方式的部件分解图；
图8-9是包括在第三种实施方式中的柱塞杆套管的详图；
图10是图7的动力单元的横截面图；
图11是动力单元的第四种实施方式的部件分解图；
图12-13是图11的动力单元的横截面图；
图14是动力单元的第五种实施方式的部件分解图；
图15是图14的动力单元的信号产生机构的详图；和
图16-17是图14的动力单元的横截面图。
具体实施方式
附图中所示的动力单元10设计为配装到用于向患者或用户输送一剂药剂的药剂输送装置中。动力单元10(图1和图2)包括细长的柱塞杆12，该柱塞杆12布置为作用在药剂容器(未示出)的塞件上，用于排出一剂药剂。柱塞杆12在其侧表面上设有凹部14(在所示的实施方式中有两个)，并置于柱塞杆12的相对侧上。在柱塞杆12的外部与柱塞杆12同轴地布置有柱塞杆保持架16。它包括大致管状的近侧部分18，该近侧部分18布置有臂形的保持元件20，所述臂在大致径向的方向上是柔性的。臂20的自由端布置有径向向内延伸的横挡22，该横挡22布置为配装到柱塞杆12的凹部14中，用于可释放地保持柱塞杆12。臂20的自由端还布置有径向向外指向的突起24。柱塞杆保持架16的近侧部分18的内表面布置有纵向延伸的横挡26，该横挡26配置为与柱塞杆12的外表面上的纵向槽28相互作用，使柱塞杆保持架16与柱塞杆12之间旋转锁定，但允许它们之间的纵向移动。此外，柱塞杆12布置有信号引发元件30，在所示的实施方式中，信号引发元件30布置为多排楔形突起，这些楔形突起30预定与柱塞杆保持架16的臂20的向内延伸的横挡22相互作用，如下所述。
柱塞杆保持架16的远端布置有附接元件32，该附接元件32用于将柱塞杆保持架16附接至药剂输送装置的适当壳体。此时，柱塞杆保持架16的远端可布置有与壳体配合的端帽34。在中空柱塞杆12内，在柱塞杆12的近端壁40的朝向远侧的表面38与端帽34的朝向近侧的表面42之间设有驱动弹簧36(图3)(在所示的实施方式中为压缩弹簧)，该驱动弹簧36相对于柱塞杆保持架16固定。在驱动弹簧36内还布置有导杆44，用于在激活期间防止驱动弹簧36弯曲。
在致动件的外部与致动件同轴地布置有大致管状的致动构件46，该致动件套管用作动力单元的激活件，如下文所述。致动件46在其内表面上布置有朝内的表面48，该表面用作保持元件的阻挡元件，如下文所述。此外，致动件46的内表面布置有纵向延伸的凹部50，在此实施方式中有两个凹部50，它们布置在所述内表面的相对侧上。致动件46的外表面还布置有导引横档52，其中导引横档52的一些段纵向延伸，并且一些段相对于纵轴L倾斜地布置。
所述装置的工作方式如下。当动力单元10处于其已加载的就绪状态时，将柱塞杆12从近端推入柱塞杆保持架16中，使驱动弹簧36张紧。然后，柱塞杆保持架16的臂20进入柱塞杆12的凹部14，从而将柱塞杆12保持在张紧状态。为了防止臂20弯曲并脱离与柱塞杆12的凹部14的接合，致动件46布置在柱塞杆保持架16的外部，因而致动件的臂20的向外指向的突起24抵靠致动件46的朝内的表面48，从而防止臂径向向外移动(图3a)。
然后，将动力单元10与容纳药剂容器的适当壳体组装在一起，该药剂容器又设有药剂输送构件。在准备激活动力单元10时(优选在将药剂输送构件(例如穿透患者或用户的皮肤的注射针)置于剂量输送部位之后)，操作致动件46，该致动件用作激活件。这通过相对于柱塞杆保持架16转动致动件46来完成。所述转动可通过多种方式进行，例如通过由用户手动操作激活按钮来进行，或通过将与剂量输送部位接触的药剂输送构件护罩相对于药剂输送装置和致动件套管向远侧移动来进行。然后，适当的元件可与致动件46的倾斜导引横挡配合，以使后者转动。
致动件46的转动会使致动件套管46的纵向凹部50与臂20和其向外指向的突起24(图3b)一起移动。这会释放臂20，使得臂20可向外弯曲，由此向内指向的横挡22会移动并脱离与柱塞杆12的凹部14的接合。现在，柱塞杆12被驱动弹簧36的力向近侧方向压迫，因而柱塞杆12作用在药剂容器的塞件上，从而输送一剂药剂。
在剂量输送过程中，在柱塞杆12向近侧方向移动期间，臂20的向内指向的横挡22会与柱塞杆12接触，并沿着柱塞杆12滑动(图4)。然后，在剂量输送过程中，横挡22会与成排的楔形突起30接触，并沿着这些突起移动，引起咔哒声和震动，即，向用户发出声音和触觉信息。柱塞杆保持架16上的纵向横挡26与柱塞杆12上的槽28配合，以防止柱塞杆12在移动过程中转动，否则会出现臂20的横挡22移动并脱离与成排的突起30的接合的危险。
在所示的实施方式中，一排楔形突起30沿柱塞杆12的大部分长度延伸。但是，应理解，成排的突起30也可布置为仅在剂量输送过程结束时或在剂量输送过程的后半部分内与臂20的横挡22接合，从而仅向用户通知剂量输送过程即将终止。当然，应理解，信号元件可具有用于向用户产生所需信号的其它形状。此外，可修改相继突起之间的长度，从而改变声音或振动的频率，以改变信号。在此方面，可在剂量输送过程中改变频率，例如在剂量输送过程进行期间提高频率。
图5-6中示出了第二种替代方案。在此，信号引发元件包括沿柱塞杆12II布置的至少一排切口60。信号产生元件在此是臂62，所述臂62在大致径向的方向上是柔性的，并指向近侧。臂62的自由端布置有向内指向的突起64，这些突起64会与切口60接合。信号产生元件62附接至大致管状的细长柱塞杆套管66，或与之一体形成。臂62的外表面会与致动件46II配合，用于可释放地保持臂，从而保持张紧的柱塞杆12II。此外，还可以有第二排切口60II，例如在柱塞杆12II的相对侧上。这些切口可用于产生更频繁的声音，其中，每排沿轴向位移半步。采用这种方案，声音出现的次数加倍。
此外，为了确保成排的切口与臂上的突起之间的相对位置，柱塞杆12II布置有若干横向延伸的突起或翼片68，这些翼片配装到柱塞杆套管66内的纵向导引槽70中。导引槽70进一步优选在柱塞杆套管66的近侧区域处布置有止挡表面72。这确保在动力单元的组装期间张紧的柱塞杆12II不会从柱塞杆套管66中射出。
此外，即使使用柱塞杆保持架的臂具有不仅能保持柱塞杆而且还能为用户产生信息的优点，但是在某些情况中，可以存在与成排的突起接触从而引起声音和震动的独立元件。
在图7-10中示出了这种变化形式，这些附图示出了动力单元的第三种实施方式。与第二种实施方式一样，柱塞杆12III设有若干信号引发元件，这些信号引发元件是沿柱塞杆12III的纵向成排布置的多个切口80的形式，在所示的实施方式中，在柱塞杆12III的相对侧上布置有两排切口80。柱塞杆12III布置为在柱塞杆套管82中滑动。此外，柱塞杆套管82布置有指向近侧的臂84形式的指向近侧的信号产生元件(图8和图9)，臂84设有向内指向的突起86，在柱塞杆12III的移动过程中，这些突起86与柱塞杆12III的切口80相互作用以产生声音。与前一种实施方式相反的是，柱塞杆套管82设有一组独立的臂88，这些臂88指向远侧方向，并且在大致径向的方向上是柔性的。臂88的自由端设有向内指向的横挡90，该横挡90设计为与柱塞杆12III的成排切口80中的某些切口80I相互作用。横挡90布置为利用张紧的驱动弹簧36保持柱塞杆12III，如图10所示。
臂88的外端设有突起92，该突起92与致动件93相互作用，在所示的实施方式中，致动件93具有管状主体94，该管状主体94带有可在药剂输送装置的壳体96内滑动的两个指向远侧的臂95。当壳体96的近端与其延伸的致动件93压靠剂量输送部位时，致动件93会向远侧方向移动，并且臂95的远端会作用在突起92上，并向外移动柱塞杆套管82的臂88，以释放柱塞杆12III。此外，柱塞杆12III的远端设有多个向外指向的导引元件98，该导引元件98设计为配装到柱塞杆套管82的纵向延伸的槽99中，以防止柱塞杆12III相对于柱塞杆套管82转动。
图11-13示出了动力单元的第四种实施方式。在此实施方式中，柱塞杆套管100布置有两个指向近侧的臂102，所述臂102在大致径向的方向上是柔性的。臂102的自由端布置有向内指向的突起104(图13)，这些突起104配装到柱塞杆12IV的凹部106中，柱塞杆12IV可在柱塞杆套管100内滑动，以利用驱动弹簧36将柱塞杆12IV保持在张紧状态。臂102按与上述相同的方式与致动件46IV配合。
柱塞杆套管100还布置有信号产生元件，该信号产生元件是多个指向近侧的臂108的形式，所述臂108在大致径向的方向上是柔性的。臂108的自由端还布置有向内指向的突起110。多个臂108沿柱塞杆套管100的纵向方向成排地相继布置。在所示的实施方式中，在相对侧上布置有两排臂108。信号产生元件的多个臂108与信号引发元件配合，该信号引发元件是布置在柱塞杆12IV的远侧区域上的向外指向的突起112的形式。突起112布置为当柱塞杆12IV被释放时，突起112会与信号产生元件的臂108的向内指向的突起110接触，从而引起表明柱塞杆12IV正在移动的声音反馈(例如在剂量输送过程中)。与前一种实施方式一样，如果使用不只一排臂108，那么可使每排相对于另一排偏移半步，从而使产生的声音的频率更高。
图14-17示出了动力单元的第五种实施方式。与前述的一些实施方式一样，大致管状的柱塞杆套管120设有指向近侧的臂122，所述臂122在大致径向的方向上是柔性的。臂122的自由端设有向内指向的突起124，该突起124设计为配装到大致细长形的柱塞杆12V内的切口126中，以利用驱动弹簧36将柱塞杆12V保持在张紧状态。在此，致动件46V也布置为如上所述那样与臂相互作用。柱塞杆套管120的近端设有座128，在该座128中可附接有金属夹130(图5)。金属夹130以一定的形状弯曲，从而具有与向内倾斜的腿134一体的两个弧形段132，而腿134又转变为附接至所述座的扁平段136。这种设计实现了弧形段在大致纵向的方向上的挠曲作用，其目的是使弧形段与注射器或类似药剂容器的远端接触以在药剂容器上提供偏置力，从而最大限度地减少药剂容器的任何噪音或移动。另外，扁平段136设有向内延伸且向近侧倾斜的舌片138，该舌片构成信号产生元件。
此外，柱塞杆12V布置有多个周向延伸的楔形突起140，这些突起是声音引发元件。因此，当柱塞杆12V被释放并在驱动弹簧34的作用下向近侧方向移动以进行剂量输送过程时，倾斜的舌片138会与通过的楔形突起140接触并被张紧偏压，在离开先前的突起时撞击后续的突起，向正在进行剂量输送过程的用户发出触觉和声音信息。由于楔形突起140围绕柱塞杆12V的整个圆周布置，因此不需要使柱塞杆12V相对于信号产生元件(即，舌片138)定向的导引元件。
应理解，上文所述和附图所示的实施方式应仅视为本发明的非限定性示例，并且在专利权利要求的范围之内可以修改。

Claims (15)

1.与药剂输送装置结合使用的动力单元(10)，该动力单元包括：
-可沿纵轴(L)移动的柱塞杆(12)；
-可操作地连接至所述柱塞杆(12)的驱动弹簧(36)；
-柱塞杆套管(16；66；82；100；120)，其布置有保持元件(20、22；62、64；88、90；102、104；122、124)，该保持元件用于利用所述驱动弹簧(36)将所述柱塞杆(12)可释放地保持在张紧状态；
其特征在于：
-在所述柱塞杆(12)上布置有信号引发元件(30；60；80；112；140)；和
-信号产生元件(20、22；62、64；84、86；108、110；138)布置为与所述信号引发元件(30；60；80；112；140)配合，当所述柱塞杆套管(16；66；82；100；120)被激活以释放所述保持元件(20、22；62、64；88、90；102、104；122、124)时向药剂输送装置的用户提供关于所述柱塞杆(12)的移动的信息。
2.如权利要求1所述的动力单元，其中，所述信号引发元件(30；112；140)包括沿纵轴(L)布置的多个突起。
3.如权利要求2所述的动力单元，其中，所述突起(30；140)是楔形的。
4.如权利要求2所述的动力单元，其中，所述突起(30)彼此间以相等的间距布置。
5.如权利要求2所述的动力单元，其中，所述突起(30)沿近侧方向彼此间以逐渐减小的间距布置。
6.如权利要求1所述的动力单元，其中，所述信号引发元件(30；140)包括沿纵轴(L)布置的多个切口(60；80)。
7.如权利要求2至6中任何一项所述的动力单元，其中，所述信号产生元件(20、22；62、64；84、86；108、110；138)包括机械柔性元件，该机械柔性元件与所述信号引发元件机械地接合以提供信息。
8.如权利要求7所述的动力单元，其中，所述信号产生元件包括所述致动件(16)的保持元件(20、22)。
9.如权利要求8所述的动力单元，其中，所述保持元件包括大致纵向延伸的柔性臂(20)，所述臂布置有横挡(22)，该横挡(22)设计为与所述柱塞杆(12)的凹部(14)接合，该横挡(22)还布置为与所述信号引发元件(30)配合。
10.如从属于权利要求2的权利要求7所述的动力单元，其中，所述信号产生元件包括沿纵向(L)相继布置为至少一排的多个机械柔性元件(108、110)。
11.如前述权利要求中任何一项所述的动力单元，其中，所述信息包括声音信息。
12.如前述权利要求中任何一项所述的动力单元，其中，所述信息包括触觉信息。
13.如前述权利要求中任何一项所述的动力单元，还包括同轴地布置在所述柱塞杆套管(16；66；82；100；120)外部的致动件(46)，所述致动件(46)可从阻挡位置移动至释放位置。
14.如权利要求11所述的动力单元，其中，所述致动件(46)在阻挡位置和释放位置之间可转动地布置。
15.如权利要求11或12所述的动力单元，其中，所述致动件(46)可沿纵轴(L)移动。
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