CN110582314B - 活塞杆制动机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了笔型注射装置（1），其具有用于改善排出剂量的确定的活塞杆制动机构。

Description

活塞杆制动机构

技术领域

本发明涉及能够从药物储存器排出一剂或多剂药物的注射装置。

背景技术

在糖尿病护理中，使用传统的小瓶和注射器系统执行的区段肠外药物施用日益被使用笔注射装置的施用来替代。笔注射装置是特别方便的，因为它们允许用户从预填充的药物储存器执行剂量注射，而不必先将特定剂量从一个储存器（小瓶）手动转移到另一个储存器（注射器）。

主要有两种类型的笔注射装置可用，一种是耐久性注射装置，其能够从预填充的药物筒递送一个或多个药物剂量，预填充药物筒可在使用前加载到装置中，耗尽后更换，另一种是一次性注射装置，其能够从预填充的不可更换的药物筒递送一个或多个药物剂量。这些类型的笔注射装置中的每一种以各种子类型实现或者原则上可以各种子类型实现，例如适于仅从药物筒递送一个剂量的单激发装置、能够从药物筒递送多个剂量的多激发装置、用户提供注射所需的力的手动装置、具有可释放内置能量源以引起注射的自动装置、适于递送预定药物剂量的固定剂量装置、提供可由用户设置的不同药物剂量的递送的可变剂量装置等。

顾名思义，耐久性注射装置预期在多个药物筒用尽并被更换的相当长的时间段上使用，而一次性注射装置预期使用到其专用药物筒用尽，之后丢弃整个注射装置。

在治疗糖尿病时，建议保持特定药物（例如胰岛素或glp-1）的施用剂量的记录，以及剂量施用的相应时间。一些注射装置相应地提供电子剂量捕获以及在数字显示器上审查剂量相关信息的机会。

自动注射装置通常由压缩弹簧或扭转弹簧提供动力，不过可以使用弹簧的替代方式。

由Novo Nordisk A/S制造的FlexTouch^®胰岛素注射装置是自动笔型注射装置的示例，其中药物排出机构由扭转弹簧提供动力。扭转弹簧在剂量设置期间张紧并且通过注射按钮的轻微按下而释放。当释放时，扭转弹簧导致驱动管的旋转，这又导致活塞杆的旋转。活塞杆的旋转被转换成其相对于外部壳体的螺旋位移。活塞杆底座自由地旋转联接到活塞杆的远端并且用于将力从活塞杆传递到含胰岛素的筒中的橡胶活塞，该橡胶活塞被相应地平移以实现剂量递送。

药物排出机构为每个排出的胰岛素单位提供弹响声音形式的可听反馈，所述排出的胰岛素单位与药物排出机构的部件的特定角位移相关，并且因此可通过记录发出的弹响的数量来确定实际的排出剂量。然而，在胰岛素排出动作的初始阶段中，由于注射装置的弹性部件，特别是活塞的轴向压缩，弹簧驱动的部件移动得非常快。这意味着在前3-5个排出单元期间产生的弹响可能难以区分。实际上，即使是精确的电子检测可可能具有挑战性。虽然此问题在自动注射装置内可能更为突出，但实际上也与手动注射装置相关，其中，在剂量排出动作的初始阶段中，用户可能难以控制注射按钮的按压速度。

发明内容

本发明的目标是消除或减少现有技术的至少一个缺点，或提供现有技术解决方案的有用替代方案。

具体地，本发明的目标是提供注射装置，对于该注射装置，在剂量排出动作的初始阶段中产生的输出更容易检测，从而能够更准确地确定所排出的剂量。

本发明的另一个目标是提供注射装置，其中在整个剂量排出动作中更一致地产生重复输出。

在本发明的公开内容中，将描述各方面和实施例，其将解决一个或多个上述目的和/或将解决从以下文本显而易见的目标。

体现本发明的原理的注射装置包括：剂量排出机构，所述剂量排出机构可操作以通过活塞致动器的螺旋移动来从承载活塞的储存器排出液体物质，诸如药物；响应于活塞致动器的预定角位移而产生可检测输出的装置；和接触表面，所述接触表面相对于活塞致动器旋转地锁定并且被布置成或适于被布置成与非旋转部分接触。接触表面和非旋转部分由此在活塞致动器的角位移期间经历相对旋转运动。此相对旋转运动在所述接触表面与所述非旋转部分之间的接触界面中的摩擦的影响下发生，摩擦制动活塞致动器的初始旋转，由此在注射装置上执行的或由注射装置执行的剂量排出动作的初始阶段中产生更容易区分的输出。在至少在接触界面的一部分上流体不能通过的意义上，相对于活塞致动器旋转锁定的接触表面与非旋转部分之间的接触可以是密封接触。

在本发明的第一方面，提供了一种笔型注射装置，所述注射装置包括：沿着主轴线延伸的壳体；筒，所述筒包括筒体、可穿透隔膜和活塞，它们一起限定适于保持液体物质的可变体积储存器；和剂量排出机构，所述剂量排出机构用于从所述筒施用液体物质的剂量。筒相对于壳体旋转固定。可穿透隔膜可为自密封的，即，在穿透和取出注射针的一部分之后能够重新建立密封效果。活塞可以由橡胶制成或者可以至少包括外围橡胶层。

剂量排出机构包括活塞杆结构，所述活塞杆结构包括以螺纹方式与壳体（例如，与壳体中的螺母构件或壳体的螺母构件）接合的活塞杆，并且被构造成围绕所述主轴线旋转，由此在剂量排出期间经历相对于壳体的螺旋位移，所述螺旋位移与所施用的药物的量相关。剂量排出机构还包括活塞杆底座，所述活塞杆底座旋转地锁定到活塞杆，并且适于与活塞相接，例如，邻接。活塞杆底座可以是活塞杆的整体部分或附接到活塞杆的单独部分。

注射装置还包括输出构件，所述输出构件用于响应于活塞杆结构经历相对于壳体的特定角位移而产生可检测输出。此特定角位移对应于从筒排出的特定量的药物。例如，如果注射装置被构造成排出可以按一定增量设定的药物剂量，那么每个产生的可检测输出可以对应于排出一个这样的增量。输出构件可以适于基于活塞杆结构本身的确定的角移位或相对于活塞杆结构旋转地锁定的部件的确定的角移位而产生可检测输出。

重要的是，所述注射装置还包括影响活塞杆的旋转运动的制动机构。制动机构包括形成筒体的一部分的第一接触表面和第二接触表面，所述第二接触表面相对于活塞杆结构旋转地锁定，并且至少在注射装置的使用期间，被布置成与所述第一接触表面机械接触。由此，所述第一接触表面和所述第二接触表面在制动摩擦力的影响下在剂量排出期间经历相对旋转运动。

例如，所述第二接触表面可形成所述活塞的一部分，并且活塞和活塞杆结构可以旋转地互锁，即，在活塞与活塞杆结构之间不可能发生（相对于主轴线的）相对角位移。

活塞与活塞杆结构之间的这种旋转联接导致在剂量排出动作的初始阶段中活塞杆结构的旋转移动的阻力比现有技术中线性地压缩活塞的阻力更大。这种情况的主要原因是，如现有技术中所见，活塞的轴向压缩在活塞周边与筒体的内表面之间几乎没有或没有移动，而当活塞和活塞杆结构旋转地互锁时，当活塞杆结构旋转时，活塞周边被迫相对于筒体移动，由此引入呈粘性摩擦力形式的额外阻力。此摩擦力取决于速度，即，在试图快速移动活塞时更明显。

因此，活塞杆结构的初始旋转被延迟，增加经历特定角位移所花费的时间，并且因此在更大时间段内产生前3-5个可检测输出，这允许轻松区分两个连续的输出。当排出小剂量时，这可能是特别有利的。此外，活塞杆结构的初始延迟在整个剂量排出动作中提供更均匀分布的输出，这可以防止用户担忧不均匀分布的输出是否反映注射故障的情况。

可检测输出可为触觉输出、可听输出或触觉输出和可听输出两者。这允许用户感觉和/或听到输出，并且因为每个输出与被排除的特定量的药物相关，用户可以通过对其感觉和/或听到输出的次数进行计数来确定在一个剂量排出动作的过程中排出的总量。活塞杆结构的初始旋转延迟允许用户清楚地区分每个产生的输出，无论其是触觉输出，如振动，或可听输出，例如突然的声音。

作为触觉和可听输出的替代方案，例如，可以产生光学输出或磁输出。

注射装置还可包括被配置成电子记录可检测输出的检测机构，由此提供自动剂量捕获并使用户免于进行手动计数。此检测机构可以各种配置实施。例如，如果活塞杆结构或相对于活塞杆结构旋转地锁定的部件包括磁体，则可以提供静止传感器以用于测量在活塞杆结构旋转期间产生的磁场的变化，并且可以设置处理器以用于处理传感器测量值。

在本发明的示范性实施例中，输出构件包括能够相对于其它壳体部分偏转的可偏转壳体部分和相对于活塞杆结构旋转地锁定的激活元件，所述激活元件被布置成响应于经历相对于壳体与活塞杆结构的特定角位移而使可偏转壳体部分偏转，并且检测机构包括：布置在可偏转壳体部分上的传感器，该传感器适于检测可偏转壳体部分的偏转；和与传感器电连接且被配置成处理由传感器检测的偏转的处理器。

活塞杆底座可以包括多个（例如，周向等距离）间隔开的突起，所述多个间隔开的突起被压入活塞的端部部分中。由此，对称扭矩分布可从活塞杆结构传递到活塞以便在活塞杆结构的旋转期间使活塞从动。在本发明的特定实施例中，活塞杆底座包括两个在直径上相对的这种突起。

替代地，所述活塞可包括具有第一硬度和第一压缩形变的第一界面材料，并且活塞杆底座可以包括第二界面材料，所述第二界面材料被布置成与所述第一界面材料加压邻接，并且具有小于所述第一硬度的第二硬度和高于所述第一压缩形变的第二压缩形变。因此，可以在活塞与活塞杆底座之间提供粘结连接以确保活塞和活塞杆结构的接合旋转。

作为形成活塞的一部分的替代方案，所述第二接触表面可形成活塞杆底座的一部分，由此，所述活塞杆结构的初始旋转的延迟可以在不与活塞旋转互锁连接情况下实现。例如，所述活塞杆底座可以设置有例如橡胶制成的唇缘状结构，其被布置成或适于被布置成与筒体的内表面接触。

在本发明的特定实施例中，第二接触表面由上文提及的第二界面材料形成，且因此通过旋转活塞与旋转活塞杆底座的组合实现初始活塞杆结构移动的期望延迟，所述旋转活塞杆底座的相应表面沿着筒体的内表面滑动。

注射装置还可包括功率单元，所述功率单元适于释放能量以使活塞杆结构旋转。所述功率单元可以为或可以包括弹簧构件，例如，压缩弹簧或扭转弹簧、压缩气体致动器、电化学致动器、蜡致动器、形状记忆合金，或能够储存和释放能量的类似结构。

在本发明的第二方面中，提供了一种笔型注射装置，其包括：a）沿着主轴线延伸的壳体，b）筒，所述筒包括筒体、可穿透隔膜和活塞，它们一起限定适于保持液体物质的可变体积储存器，所述筒相对于壳体旋转地固定，c）用于从筒排出液体物质的剂量的剂量排出机构，其包括活塞杆结构以推进活塞，所述活塞杆结构包括活塞杆，所述活塞杆以螺纹方式与壳体接合并且适于旋转，由此在剂量排出期间经历相对于筒体的螺旋运动，d）输出构件，所述输出构件在对应于排出预定剂量增量的活塞杆的角位移处产生可检测输出，在剂量排出事件期间产生的可检测输出的总数由此指示排出剂量的大小，以及e）检测构件，其适于电子记录可检测输出。笔型注射装置还包括被构造成延迟活塞杆的旋转运动的制动机构，所述制动机构包括形成活塞的一部分的第一接触表面和第二接触表面，所述第二接触表面被布置成或适于被布置成与所述第一接触表面接触，所述第二接触表面相对于活塞杆旋转地锁定。

由此提供了一种注射装置，其中所述活塞与所述第二接触表面之间的接触界面中的摩擦制动所述活塞杆的旋转运动，导致在所述注射装置上执行的或由注射装置执行的剂量排出动作的初始阶段，所述输出构件产生更多的可区分输出。

活塞杆结构还可以包括适于与活塞相接的活塞杆底座。活塞杆底座可以旋转地锁定到活塞杆，或其可以独立于活塞杆旋转。在活塞杆底座旋转锁定到活塞杆的情况下，第二接触表面可形成活塞杆底座的一部分，并且所述第一接触表面可构成所述活塞的近端的一部分。在示范性实施例中，活塞杆底座形成活塞杆的一部分。

在其他情况下，例如，在活塞杆底座独立于活塞杆旋转时，所述第二接触表面可形成所述活塞杆的一部分，例如，所述活塞杆的远端部分的一部分，并且所述第一接触表面可构成所述活塞的近端的一部分，例如，凹部，其形成为紧密接收所述活塞杆的远端部分。

输出构件和检测构件可例如如上文例示的实现。

如本文所使用，术语“远侧”和“近侧”表示药物递送装置处的位置或沿药物递送装置的方向，其中“远侧”是指药物出口端，而“近侧”是指与药物出口端相对的一端。

在本说明书中，对某一方面或某一实施例（例如，“一个方面”，“第一方面”，“一个实施例”，“示范性实施例”等）的提及表示关于相应方面或实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个方面或实施例中，或对该至少一个方面或实施例是固有的，但不必须包括在本发明的所有方面或实施例中/对本发明的所有方面或实施例是固有的。然而要强调的是，关于本发明描述的各种特征、结构和/或特性的任何组合由本发明所涵盖，除非本文中明确描述或与上下文明显矛盾。

除非另外声明，否则本文的任何和所有示例或示范性语言（例如诸如）的使用仅旨在更好地说明本发明，而不是对本发明的范围进行限制。此外，本说明书中的任何语言或措词都不应被视为表明任何未声明的要素对于本发明的实践是必不可少的。

附图说明

在下文中，将参考附图进一步描述本发明，其中

图1是根据本发明的示范性实施例的注射装置的分解图，

图2是图1的注射装置的透视图，

图3a和图3b是注射装置的一部分的纵截面图，分别示出了刚好在设置待递送的第一剂量之前的状态和刚好在递送第一剂量之后释放注射按钮之前的状态，

图4a和图4b是在另一截平面中的注射装置的一部分的纵向截面图，

图5是注射装置壳体的近侧部分的透视图，显示了剂量递送检测机构，

图6是注射装置壳体的近侧部分的近侧透视图，

图7是注射装置的横截面图，显示了剂量设置检测机构，

图8是注射装置的一部分的纵向截面图，其示出了活塞与活塞杆构件之间的示范性联接，

图9是根据本发明的另一示范性实施例的注射装置的一部分的纵向截面图，

图10是在图9的注射装置中采用的活塞垫圈的透视前视图，

图11是活塞垫圈与附属活塞杆的透视后视图，

图12是根据本发明的另一示范性实施例的注射装置的一部分的纵向截面图，和

图13是根据本发明的又一示范性实施例的注射装置的一部分的纵向截面图。

在附图中，相同的结构大体上由相同的附图标记标识。

具体实施方式

在下文中，当使用例如“顺时针”和“逆时针”，“左”和“右”等的相对性表达时，这些表达参考了附图，不一定是实际使用情况。所示附图是示意性表示，由于该原因，不同结构的配置以及它们的相对尺寸仅用于说明目的。

图1是根据本发明的示范性第一实施例的笔注射装置1的分解图。笔注射装置1包括圆柱形壳体2，该圆柱形壳体具有稍微弯曲的信息显示表面3和常规更弯曲的相对表面4。壳体2容纳药品包含筒10，筒已经通过在其远端处的开口5插入。筒10具有大部分为圆柱形形状的筒体10.1，该筒在其远端处由可穿透自密封隔膜11封闭并且在其近端处由橡胶活塞15封闭，所述筒由筒保持器12保持在壳体2内，由一对搭扣臂14扣合到壳体2的近侧内表面。筒保持器12还具有针座13，由此充当注射针单元（未示出）的附接接口。

壳体2设置有纵向窗口6，用于检查筒内容物，且还容纳剂量设置机构和注射机构。筒10中的活塞15适于由非圆形横截面的细长双螺纹活塞杆60移位，所述细长双螺纹活塞杆被布置成螺旋形地通过形成壳体2的一部分的螺母构件17（参见图3a）前进。活塞杆60的远端径向增大，从而提供适于与活塞15机械相互作用的活塞杆底座61。两个相对的尖头62在远侧方向上从活塞杆底座61的远端面轴向地延伸。当活塞杆底座61的远端面邻接活塞15的近端面时，所述活塞的外部包括橡胶材料，尖头62已穿透到橡胶中以驻留在其中，在活塞杆60与活塞15之间建立旋转互锁连接。在药物排出期间，活塞杆60由于被设置螺母30致动，而通过活塞杆底座61在活塞15上施加压力并向其施加扭矩，这将在下文进一步描述。

设置螺母30具有外环形壁31和内螺母结构32，内螺母结构具有用于接收活塞杆60的圆形开口33。内螺母结构32由相对的一对间隔腿部35与外环形壁31径向分开。离合器20布置在设置螺母30的远端，具有齿边缘21和非圆形构造的中心开口22，以用于与活塞杆60配合接合，提供两者的旋转互锁。离合器20在壳体2内在近侧剂量设置位置和远侧剂量排出位置之间轴向可移动，在近侧剂量设置位置，离合器旋转锁定到壳体2，在远侧剂量排出位置，离合器相对于壳体2自由旋转。

剂量拨动旋钮50从其近端延伸到壳体2中。剂量拨动旋钮50包括圆柱形主体51，其可通过操纵端按钮53围绕壳体2的纵向轴线旋转。波纹环52设置在刚好在端按钮53的远侧的主体51处。端按钮53的直径比主体51的直径大，用以限制剂量拨动旋钮50相对于壳体2的远侧移动。在主体51的远端处设置多个钩形指54，用于与离合器20上的钩形头23（参见图3a）接合，在剂量拨动旋钮50和离合器20之间提供轴向互锁连接。一对相对的狭槽55从波纹环52纵向延伸到钩形指54。每个狭槽55适于接收间隔腿部35中的一个，提供剂量拨动旋钮50和设置螺母30之间的旋转互锁的但轴向自由的连接。

压缩弹簧40被布置成在端按钮53的内表面和设置螺母30的近侧表面之间作用。

相对壳体2，在信息显示表面3的中心区域8中，一些壁材料已被移除，以提供径向可偏转的中心悬臂8.1，在信息显示表面3的近侧区域9中，更多壁材料已被移除，以提供前向指示的径向可偏转近侧悬臂9.1和后向指示的径向可偏转近侧悬臂9.2。

挠性标签80粘附到信息显示表面3。标签80承载以下形式的印刷电子器件：显示器81；芯片82，其包括处理器和存储模块；中心压电传感器90；第一近侧压电传感器91；第二近侧压电传感器92；电池95；以及将芯片82与其它电子部件中的每一个电连接的各种引线85。标签80安装在信息显示表面3上，使得中心压电传感器90定位在中心悬臂8.1上，第一近侧压电传感器91定位在前向指示的径向可偏转近侧悬臂9.1上，第二近侧压电传感器92定位在后向指示的径向可偏转近侧悬臂9.2上。

图2示出了组装状态下的笔注射装置1，详述了粘附到信息显示表面3的标签80。显示器81是16段电致变色显示器，其包括2段百位数字81.1和两个7段十位数字，分别是单位数字81.2，81.3。显示器81能够显示由芯片82控制的范围[0个单位；199个单位]内的剂量数值。中心压电传感器90在中心悬臂8.1的径向偏转期间弯曲，结果将发射由芯片82检测的短峰值信号。类似地，第一近侧压电传感器91在前向指示的径向可偏转近侧悬臂9.1的径向偏转期间弯曲，第二近侧压电传感器92在后向指示的径向可偏转近侧悬臂9.2的径向偏转期间弯曲，每个近侧压电传感器91、92响应于弯曲而将信号发射到芯片82。来自任何压电传感器的电压输出足以唤醒芯片82中的处理器。

图3a和图3b都是笔注射装置1的（大约）近侧半部的纵向截面图，分别是刚好在第一剂量设置之前，刚好在完成第一剂量排出之后。

图4a是笔注射装置1的中心部分在图3a所示状态下在另一截平面中的纵向截面图，类似地，图4b是笔注射装置1的中心部分在图3b所示的状态下在另一截平面中的纵向截面图。

因此，图3a和图4a示出了笔注射装置1的剂量设置状态下各种部件的相互关联位置。具体地，从图3a可以看出，在剂量设置状态下，端按钮53由压缩弹簧40与壳体2的近端轴向间隔开，并且在钩形指54和钩形头23之间的接口因此将离合器20保持在近侧剂量设置位置。在此位置，由于齿边缘21和在壳体内部形成的多个纵向花键18（参见图4a）之间的接合，离合器20相对于壳体2旋转锁定。通过壳体2中的止动表面16防止离合器20进一步近侧移位超出此位置。

另一方面，图3b和图4b示出了在笔注射装置1的药物排出状态下，更具体地，在由药物排出机构执行的药物动作结束时，各种部件的相互关联位置，同时端按钮53按压壳体2（参见图3b）。要注意的是，在剂量拨动旋钮50的这种按压状态下，钩形指54已迫使离合器20进入远侧剂量排出位置中，其中，齿边缘21从花键18脱离（参见图4b）。还要注意，在药物排出动作结束时，设置螺母30的外环形壁31紧靠壳体2中的剂量结束止动件19，所述剂量结束止动件由花键18的相应近端表面构成（参见图4b）。

图5是横剖开以示出在药物排出动作期间离合器20和中心悬臂8.1之间的相互作用的透视图。当离合器20在剂量排出位置旋转时，齿边缘21沿着壳体2的内壁表面移动，当齿边缘21上的齿经过中心悬臂8.1上的向内指向的突起8.2时，中心悬臂8.1径向向外向后偏转，产生弹响。由于离合器20和活塞杆60之间的旋转互锁关系，离合器20的角位移与排出的药物量相关，并且在此实施例中，中心悬臂8.1的每个这种返回偏转对应于已排出药物的一个递增单位。笔注射装置1的用户因此能够通过对来自中央悬臂8.1的弹响次数进行计数来确定施用的剂量。

图6是壳体2的近端部分的透视图，示出了近侧悬臂9.1、9.2的内壁部分。可以看出，前向指示的径向可偏转近侧悬臂9.1设置有向内指向的突起9.3，后向指示的径向可偏转近侧悬臂9.2设置有另一向内指向的突起9.4。

图7是通过近端部分的笔注射装置1的横截面图，其图示在剂量设置动作期间波纹环52与近侧悬臂9.1、9.2之间的相互作用。当波纹环52形成剂量拨动旋钮50的一部分时，端按钮53的旋转造成波纹环52的对应旋转。在图7所示的波纹环52和壳体2的相对位置，中心脊部52.0定位在向内指向的突起9.3、9.4之间，而紧靠中心脊部52.0的左侧的第一左脊52.1定位成邻近向内指向的突起9.3的左侧翼，紧靠中心脊部52.0右侧的第一右脊52.2定位成邻近向内指向的突起9.4的右侧翼。

端按钮53从此位置顺时针旋转将首先使第一左脊52.1开始通过向内指向的突起9.3，由此偏转前向指示的径向可偏转近侧悬臂9.1，然后立即使中心脊部52.0开始通过向内指向的突起9.4，由此偏转后向指示的径向可偏转近侧悬臂9.2。

相反，端按钮53从所示位置逆时针旋转将首先使第一右脊52.2开始通过向内指向的突起9.4，由此偏转后向指示的径向可偏转近侧悬臂9.2，然后立即使中心脊部52.0开始通过向内指向的突起9.3，由此偏转前向指示的径向可偏转近侧悬臂9.1。每当波纹环52上的脊部通过向内指向的突起9.3、9.4中的一个时产生弹响。

由于相应的间隔腿部35和狭槽55之间的接合以及螺母结构32和活塞杆60之间的螺纹连接，剂量拨动旋钮50的角位移与设置螺母30的轴向位移相关，并且由此确定用于递送的剂量设定。在此实施例中，由波纹环52上的两个相邻脊部引起的近侧悬臂9.1、9.2的每个唯一的偏转对相继通过向内指向的突起9.3、9.4中的相应一个，这对应于设定剂量改变一个递增单位。

换言之，例如如果端按钮53从图7所示的位置顺时针旋转，则当第一左脊52.1已通过向内指向的突起9.3时，发生一个单位的剂量改变，中心脊部52.0随后已经通过向内指向的突起9.4，这两个脊部的角位移产生近侧悬臂9.1、9.2的第一前向指示的唯一偏转对。当紧靠第一左脊部52.1左侧的第二左脊部52.3已经通过向内指向的突起9.3且第一左脊部52.1随后已经通过向内指向的突起9.4时，端按钮53的进一步顺时针旋转会导致剂量发生一个单位的另一改变，这两个脊部的角位移产生近侧悬臂9.1、9.2的第二前向指示的唯一偏转对，等等。

另一方面，如果端按钮53从图7所示的位置逆时针旋转，则在第一右脊部52.2已通过向内指向的突起9.4且中心脊部52.0随后已经通过向内指向的突起9.3时，剂量发生一个单位的改变，这两个脊部的角位移产生近侧悬臂9.1、9.2的第一后向指示的唯一偏转对。当紧靠第一右脊部52.2右侧的第二右脊部52.4已通过向内指向的突起9.4且第一右脊部52.2随后已经通过向内指向的突起9.3时，端按钮53的进一步逆时针旋转将导致剂量发生一个单位的另一改变，这两个脊部的角位移产生近侧悬臂9.1、9.2的第二后向指示的唯一偏转对，等等。

具体地，每个前向指示的唯一偏转对导致设定剂量递增一个单位，每个后向指示的唯一偏转对导致设定剂量递减一个单位。

在下文，将结合使用根据第一实施例的笔注射装置1来描述本发明。

在图2中，笔注射装置1处于剂量设置状态，其中，端按钮53与壳体2轴向间隔开。在此状态下，将从筒10递送的剂量由用户关于纵向轴线旋转端按钮53来设置。

活塞杆60包括与螺母构件17中的螺纹配合的第一非自锁螺纹和与螺母结构32中的螺纹配合的重叠的相对旋向的第二非自锁螺纹，其提供2：1的机械效益。

由于设置螺母30与剂量拨动旋钮50之间的旋转互锁关系，当端按钮53在向上拨动动作中顺时针旋转时（从笔注射装置1的近端可见），螺母结构32将沿着活塞杆60的第二非自锁螺纹向近侧行进，离合器20在其剂量设置位置防止活塞杆60相对于壳体2旋转。设置螺母30的近侧位移将压缩压缩弹簧40，所述压缩弹簧由此储存能量。

由于波纹环52与相应的向内指向的突起9.3、9.4之间的接合，即使在压缩弹簧40经历最大使用压缩时，也防止剂量拨动旋钮50在不存在用户诱发的扭矩的情况下旋转端按钮53。由此防止由过早扩张的压缩弹簧40引起的设置螺母30的非预期远侧返回位移。因此，只要离合器20处于其剂量设置位置，在此位置防止活塞杆60旋转，如果用户在下拨动动作中逆时针旋转端按钮53，设置螺母30无法执行相对于壳体2的平移运动，并且仅能执行沿着第二非自锁螺纹的螺旋远侧运动。因此，当用户已完成剂量设置动作时，压缩弹簧40保持压缩。

根据沿着活塞杆60的第二非自锁螺纹移动的设置螺母30，波纹环52上的脊部通过相应向内指向的突起9.3、9.4，引起如上所述前向指示的径向可偏转近侧悬臂9.1和后向指示的径向可偏转近侧悬臂9.2的偏转。在前向指示的径向可偏转近侧悬臂9.1的每个偏转处，第一近侧压电传感器91发射第一传感器信号，在后向指示的径向可偏转近侧悬臂9.2的每个偏转处，第二近侧压电传感器92发射第二传感器信号。

根据上述的每个前向指示的唯一偏转对因此提示由第一传感器信号随后是第二传感器信号组成的前向指示的唯一信号对SP_f。芯片82被配置成在记录此前向指示的唯一信号对后立即由形式为增加到目前显示的数字的一个单位的递增来更新显示器81。

相应地，根据上述的每个后向指示的唯一偏转对提示由第二传感器信号随后是第一传感器信号组成的后向指示的唯一信号对SP_b，并且芯片82被配置成在记录此后向指示的唯一信号对后立即以从当前显示的数字减去一个单位的形式的递减来更新显示器81。显示器81相应地提供了设定剂量的实时电子视觉指示。

将端按钮53按向壳体2以排出设定剂量（参见图3b）使钩形指54促使离合器20从远侧进入其剂量排出位置，从而使齿边缘21从花键18（参见图4b）脱离，并且释放压缩弹簧40。其中储存的能量将设置螺母30推向远侧，且所得的螺母结构32的平移运动导致活塞杆60和离合器20旋转。因此，通过螺母构件17螺旋形地推进活塞杆60，活塞杆底座61上的尖头62使活塞15经历相对于筒10的螺旋远侧移动，由此通过附接的注射针（未示出）排出设定剂量的药物。图8是笔注射装置1的（大约）远侧半部的纵向截面图，显示了活塞杆60与活塞15之间的旋转互锁连接。

活塞15的初始螺旋移动，与其常规的初始压缩相反，在活塞15与筒10之间的接触界面中引入摩擦，所述摩擦显著增大了活塞杆60的旋转阻力。发生在活塞15的周边部分15.1与筒体10.1的内表面10.2之间的摩擦是速度依赖性的粘性摩擦，在药物排出机构由弹簧提供动力的本发明的实施例中，所述粘性摩擦变得特别明显，因为初始弹簧力（或扭矩）较高，以便考虑在弹簧逐渐松弛时产生的力（或扭矩）的固有下降。

因此，离合器20的旋转减缓，并且由中心悬臂8.1产生的弹响之间的时间被充分地增加，以便实现用电子方式和通过人耳明确区别两次连续的弹响。

药物排出继续直到外环形壁31邻接剂量结束止动件19，在这点处活塞杆60因此还有离合器20停止旋转。根据在药物排出动作期间离合器20的角位移，齿边缘21的齿通过向内指向的突起8.2，引起中心悬臂8.1的偏转，如上所述。在中心悬臂8.1的每个偏转处，中心压电传感器发射中心传感器信号S_c，并且芯片82被配置成在记录此中心传感器信号后立即以从当前显示的数字减去一个单位的形式的递减来更新显示器81。显示器81相应地还提供了被排出药物剂量的实时电子视觉指示。

在正常进行的剂量递送期间，显示器81将倒计时显示剂量，直到外环形壁31到达剂量结束止动件19，离合器20停止旋转，此时，将显示“0”，或完成药物排出动作的某种其他指示。然而，如果所接收的中心传感器信号的数目不等于已记录的前向指示的唯一信号对的数目减去后向指示的唯一信号对的数目，即，如果∑S_c ≠ ∑SP_f – ∑SP_b，芯片82还被配置成更新显示器81以显示误差指示，诸如“- -”。

对于每次正常进行的剂量递送（其中，∑S_c = ∑SP_f – ∑SP_b），芯片82被配置成存储表示所递送的剂量的大小的值和对应的递送时间。存储的数据可以经由例如无线通信链路（未示出）被转发到外部装置（未示出）或者由外部装置请求。

图9是根据本发明的另一个实施例的笔注射装置的远侧部分的纵向截面图。具体地，该图示出了筒110，其具有容纳在壳体102中的筒体110.1。活塞杆160被构造成通过两部件活塞垫圈161（参见图10）在筒110的活塞115上施加压力并向其施加扭矩，以便排出筒110中包含的一定剂量的药物。根据本发明的此第二实施例的笔注射装置主要在功能上与先前公开的笔注射装置1相似，只有活塞115与活塞杆160之间的旋转联接不同于先前解决方案。

活塞垫圈161包括刚性垫圈芯165和更软的界面主体162，后者提供适合于与活塞115相互作用的远端面163和用于与筒体110.1的内表面110.2机械连接的唇缘164。更具体地，远端面163适于邻接具有多个突起199的活塞115的近端面。垫圈芯165和界面主体162固定地连接，即，两者之间不会发生相对旋转运动。

图10是活塞垫圈161的透视远侧视图，而图11是活塞垫圈161的近侧透视图，其还示出了活塞杆160的远侧部分。如可见，活塞杆160具有非圆形横截面和方形远端169。垫圈芯165被成形为提供面向近侧的腔166，该腔被构造成接收正方形远端169，由此在活塞杆160与活塞垫圈161之间提供旋转互锁连接。因此，活塞杆160相对于壳体102的每一角位移被传递到活塞垫圈161。

与筒体110.1的内表面110.2相接的唇缘164向活塞垫圈161的角位移提供摩擦阻力，所述活塞垫圈自身足以将活塞杆160的初始旋转速度降低到能够听觉和/或电子区分第一弹响的水平。

此外，然而，在此特定实施例中，界面主体162由比活塞115的近端面更柔软且具有比活塞115更高的压缩形变的材料制成。这导致在活塞垫圈161和活塞115彼此压紧时突起199陷入到远端面163中，这些突起实际上避免了自身变形。界面主体162是具有约60%的压缩形变的TPE。在仅加压接触几小时之后，远端面163与活塞115的近端面的粘附如此强烈使得活塞垫圈161与活塞115之间的旋转互锁连接已建立，并且因此活塞杆160的旋转将导致活塞115的从动旋转，由此活塞115的周边部分115.1将沿着筒体110.1的内表面110.2滑动，对活塞杆160的制动提供额外贡献。

图12是根据本发明的又一示范性实施例的注射装置的中心部分的纵向截面图。该图示出了附接到壳体202且由活塞215密封的筒210。活塞杆260以螺纹方式与壳体202接合，且适于在剂量施用期间在远侧方向上螺旋形地推进。活塞杆底座261以这样的方式布置在活塞杆260的远侧部分周围，其中，活塞杆260的轴向位移被传递到活塞杆底座261并且进一步传递到活塞215。

活塞杆260在远侧螺柱264中终止，所述远侧螺柱紧密地容纳在活塞215的近侧部分中的凹口215.2中。当活塞杆260旋转时，螺柱264由于非旋转活塞215经历相对于凹口215.2的摩擦影响的运动，这使活塞杆260减慢。因此，例如，使用类似于上述的机构，更容易确定活塞杆260的角位移。

图13是根据本发明的又一示范性实施例的注射装置的中心部分的纵向截面图。该图示出了附接到壳体302且由活塞315密封的筒310。活塞杆360以螺纹方式与壳体302接合，且适于在剂量施用期间在远侧方向上螺旋形地推进。

活塞杆底座361在其远端处与活塞杆360一体地形成。活塞杆底座361布置成与活塞315的近端表面315.2邻接，并且因此在活塞杆360的旋转期间，即在剂量施用期间，由于非旋转活塞315，经历相对于近端表面315.2的摩擦影响的运动。因此，活塞杆360的旋转减缓，实现由例如类似于上文所描述的悬臂产生的每个信号的捕获。

Claims (10)

1.一种笔型注射装置（1），其包括：

-壳体（2、102），所述壳体沿着主轴线延伸，

- 筒（10、110），所述筒包括筒体（10.1、110.1）、可穿透隔膜（11）和活塞（15、115），它们一起限定适于保持液体物质的可变体积储存器，所述筒（10、110）相对于所述壳体（2、102）旋转地固定，

- 剂量排出机构，所述剂量排出机构用于从所述筒（10、110）排出所述液体物质的剂量，包括用于推进所述活塞（15、115）的活塞杆结构，所述活塞杆结构包括：

活塞杆（60、160），所述活塞杆以螺纹方式与所述壳体（2、102）接合并且适于旋转，由此在剂量排出期间经历相对于所述筒体（10.1、110.1）的螺旋运动，和

活塞杆底座（61、161），所述活塞杆底座旋转锁定到所述活塞杆（60、160），并且适于与所述活塞（15、115）相接，以及

- 输出构件（8.1、8.2、20），所述输出构件在对应于排出预定剂量增量的所述活塞杆（60、160）的角位移处产生可检测输出，在剂量排出事件期间产生的可检测输出的总数由此指示排出剂量的大小，

其中，所述笔型注射装置（1）还包括制动机构，所述制动机构被构造减慢所述活塞杆（60、160）的旋转运动，所述制动机构包括形成所述筒体（10.1、110.1）的一部分的第一接触表面（10.2、110.2）和第二接触表面（15.1、164），所述第二接触表面被布置成或适于被布置成与所述第一接触表面（10.2、110.2）接触，并且相对于所述活塞杆结构旋转地锁定。

2.根据权利要求1所述的笔型注射装置，其中所述可检测输出是触觉和/或可听输出。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的笔型注射装置，还包括检测机构，所述检测机构被配置成以电子方式记录所述可检测输出。

4.根据权利要求3所述的笔型注射装置，其中所述输出构件（8.1、8.2、20）包括能够相对于其它壳体部分偏转的可偏转壳体部分（8.1）和激活元件（20），所述激活元件相对于所述活塞杆结构旋转地锁定，并且被布置成响应于经历相对于所述壳体（2、102）的特定角位移而偏转所述可偏转壳体部分（8.1），以及

其中，所述检测机构包括：传感器（90），所述传感器布置在所述可偏转壳体部分（8.1）上，并且适于检测其偏转；和处理器（82），所述处理器与所述传感器（90）电连接并且被配置成处理由所述传感器（90）检测的偏转。

5.根据权利要求1或2所述的笔型注射装置，其中所述第二接触表面（15.1）形成所述活塞（15）的一部分，并且所述活塞（15）和所述活塞杆（60）旋转互锁。

6.根据权利要求5所述的笔型注射装置，其中所述活塞杆底座（61）包括多个间隔开的突起（62），所述多个间隔开的突起被压入所述活塞（15）的相应外围部分中。

7.根据权利要求1或2所述的笔型注射装置，其中所述第二接触表面（164）形成所述活塞杆底座（161）的一部分。

8.根据权利要求7所述的笔型注射装置，其中所述活塞（115）包括具有第一硬度和第一压缩形变的第一界面材料，并且所述活塞杆底座（161）包括第二界面材料，所述第二界面材料具有小于所述第一硬度的第二硬度以及高于所述第一压缩形变的第二压缩形变，所述第二界面材料被布置成与所述第一界面材料加压邻接。

9.根据权利要求8所述的笔型注射装置，其中所述第二接触表面（164）由所述第二界面材料形成。

10.根据权利要求1或2所述的笔型注射装置，还包括能量存储单元（40），所述能量存储单元用于提供能量以实现所述活塞杆（60、160）的旋转。

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