CN111617346A - 具有多功能针托和固定环组件的注射器 - Google Patents

Abstract

一种注射器，用于医疗用途，该注射器具有可选择性地缩回的针以及多功能针托和固定环组件，该组件包括：针托，其具有头部，该头部具有流体通路的向内逐渐变细的截锥形部分和围绕后部开口的面向后的环形表面；以及弹性体固定环，其具有基本上未扩张的套环，该套环向后延伸超过面向后的环形表面，以增加针推出力、减小激活力并改善通过注射器的流体流动。本发明还公开了在固定环内部和在针托的头部的外表面上的环形凸起。

Description

具有多功能针托和固定环组件的注射器

技术领域

本发明涉及一种医用注射器，该注射器具有：筒体；向前伸出的针；针缩回组件，位于筒体的前部内；柱塞组件，从后部可滑动地接合筒体的内壁并且与针缩回组件同轴对齐；以及针缩回腔，设置在柱塞组件内，其在针缩回期间变得可进入。更特别地，本发明涉及一种医用注射器，其中，针缩回组件理想地进一步包括新构造的多功能针托(needle holder，针保持器)和固定环组件，其具有重新设计的、配合构造的结构元件，这些结构元件具有的功能能力和性能特性优于现有技术中公开的注射器的功能能力和性能特性。

背景技术

具有可选择性地缩回的针和同轴对齐针缩回腔的注射器是众所周知的，例如，先前已经在美国专利号5,084,018；5,114,410；5,211,629；5,578,011；5,632,733；6,090,077；6,572,584；7,351,224；7,947,020和9,642,970中公开的。可缩回技术公司生产并以商标

销售一种品牌的这种注射器。

注射器可以有各种尺寸，并且体现为一种针缩回机构，其中，针托由压缩的螺旋弹簧向后偏压，并且在缩回之前由设置在针托的头部和筒体的内壁之间的弹性体固定环保持在适当位置。

在使用这种注射器之前，若干不同的因素和分力会影响并作用在注射器的各种部分和结构元件上。期望考虑并适当地平衡这些因素和力，以使注射器部件在其期望的使用前位置保持稳定并在使用时有效地执行。由固定环施加在针托上的主要分力中的一个由固定环的弹性产生，这有助于对抗由压缩的螺旋弹簧施加在针托上的向后的偏压力。

现有技术装置的弹性体固定环具有环形构造，其具有圆柱形的、纵向延伸的内壁，该内壁的长度与针托的头部的长度基本上相同。固定环的内直径小于头部的外直径。在现有技术的针托和固定环组件的组装期间，针托的头部轴向地插入弹性体固定环中。在插入期间，弹性体固定环的内壁沿着其全长径向地向外扩张，以接收针托的前进头部。当针托头部的面向后的表面与弹性体固定环的后端侧向地对齐时，弹性体固定环的内壁的全长径向地向内挤压针托的外壁。此向内的挤压力是保持力的一部分，该保持力在注射器的组装、储存和使用期间在针缩回之前阻止针托向后滑动运动。

因为如前所述的弹性体固定环的面向后的端部和针托的头部基本上如上所述地对齐，所以它们配合以形成围绕针托后部处的开口的基本上连续的、横向的、面向后的环形表面区域。此环形表面区域通常大于后部开口的区域，并且基本上横向于针托的轴向孔的内壁表面，该内壁表面限定了流体通路的一部分。例如，US 6,090,077的图1示出了具有可缩回针的现有技术注射器，其中，围绕进入针托头部的后部开口的相对扁平的、横向的、面向后的环形表面区域基本上大于后部开口的区域。在一些情况中，后部开口的内壁表面在向前的方向上径向地向内逐渐变细到微小的程度，但是不足以在注射期间当流体被前进的柱塞向前推动时使药液平稳地进入针托的流体通路。

由配合的针托和弹性体固定环的面向后的环形表面产生的横向延伸的环形表面区域被认为起到“壁”的作用，该“壁”阻碍了药液的层流进入和通过针托。这增加了湍流和在通向针托的开口周围形成涡流，并且还增加了医生必须施加在柱塞手柄上以将液体排出筒体并使其进入和通过针托和针的拇指作用力。这种所需拇指作用力的增加，当施用含有大分子的粘性液体(例如青霉素)时，这种力的增加更明显，也被认为会影响在注射器使用期间在针缩回之前抵抗弹性体固定环和针托之间的相对滑动运动所需的分力的平衡。

结果，这些现有技术注射器的使用者也经历了这样的情况，即，一个或多个气泡被在注射准备期间吸入注射器筒体的药液“捕获”在针托头部和固定环后方的宽的环形空间中。这种气泡在注射之前难以通过针托排出，这不希望地增加了药物准备时间，并且会导致医护人员或其他使用者错误地感觉到剂量精度已经改变。

这些传统注射器的其他使用者偶尔会观察到这样的情况，即，当准备注射时，在将针尖穿过药瓶中的塞子插入的同时，针托的头部被向后推动而与固定环脱离接合，从而意外地触发针过早地缩回，并使注射器无法工作而不能用于进行注射。这种情况有时被称为“针推动穿过”或“针推出”，并且克服由固定环施加在针托上的保持力所需的相关力被称为“推出力”。

需要一种具有可选择性地缩回的针的注射器，其可改善从筒体到针托中的流体流动，可减少或消除在针托和固定环后方的气泡形成或积聚，并且还可减小在正常使用期间针推出的可能性。同时，需要一种注射器，其可表现出这些优点，而不增加在注射之后启动针缩回所需的激活力，不用必须重新装备注射器筒体，并且不减少这种注射器可预期保持有效并表现出这些优点的保存期限。

发明内容

本发明的医用注射器理想地包括筒体、可滑动地接合筒体的内壁的柱塞组件、向前伸出的针，该针可选择性地缩回到设置在柱塞组件内的同轴对齐的针缩回腔中。该针被认为是“可选择性地缩回的(selectively retractable)”，因为针和针牢固地附接于之上的针托在针缩回之前被向后偏压，并且当针缩回启动时随着在注射之后将柱塞组件完全压入筒体内，针和针托被释放。在针缩回之前，多功能针托和固定环组件将针保持在筒体的前部内的稳定的、就位的位置，并且抵抗由压缩的螺旋弹簧施加在针托上的向后的偏压力。同时，作为柱塞组件的一部分的塞子或其他阻挡件阻止进入针缩回腔，以防止液体在注射期间进入针缩回腔。在注射之后，当柱塞组件在筒体内前进时，针缩回发生，将阻挡件移动到针缩回腔，向前推动固定环并使其与针托脱离接合。然后，压缩的弹簧迅速地朝向注射器的后部扩张，并将针托和至少部分针向后推进到针缩回腔中。当处于此缩回后位置时，针的前尖端不再从注射器筒体向前伸出，从而保护患者和其他人免受意外针刺的不期望的潜在后果。

通过本发明，针托和固定环组件在结构上重新设计并配合地重新构造，以与现有技术装置相比，在本装置的组装、储存和使用中产生显著的益处和优点。这种益处和优点包括，例如，便于注射器的组装、改进通过注射器的流体流动分布、增加针推出力以减小针过早缩回的可能性、减小将流体从注射器筒体排出并使其进入和通过针托和针所需的拇指作用力，以及减小启动针缩回所需的激活力而不减少在其上可实现这种益处的保存期限和不重新装备注射器筒体。

在本发明的一个实施方式中，公开了一种注射器，其具有可回缩针以及配合构造的针托和固定环组件，其中，固定环的面向内的壁的未扩张直径小于针托的头部的外直径，并且其中，针托的头部的轴向长度小于弹性体固定环的轴向长度。当以此方式构造时，固定环的面向内的壁的一部分向后延伸到针托的头的后方，在组装之后保持未扩张，并形成周向延伸的、较小直径的弹性体套环，其阻止针托相对于固定环的向后运动，从而有助于增加注射器所呈现的针推出力。另外，在针托的头部的长度相对于弹性体固定环的同轴长度减小并且固定环在组装前的尺寸保持相同的情况下，弹性体固定环的在针托后方向后延伸的未扩张部分的较小直径被认为是与针托的头部的外壁的表面区域的相关减小相配合，该表面区域与固定环的面向内的表面接触，以减小在注射之后启动针缩回所需的激活力。

在本发明的一个实施方式中，公开了一种注射器，其具有可缩回针以及配合构造的针托和固定环组件，其中，通过提供一种针托和固定环组件，改进了从注射器筒体向前进入和通过针托的流体流动分布，其中，弹性体固定环的周向延伸部分从针托的头部向后延伸，并与位于针托的头中的后部开口内的更宽的且角度更大同轴对齐的、截锥形的(frustoconical)、面向内的壁表面配合。此构造减小了设置在后部开口周围的邻接的侧表面区域，提供了更多的通过针托的层流流动，从而减小了执行注射(对于更粘的药物特别有利)所需的拇指作用力，以及一个或多个气泡将在针托和固定环的面向后的环形表面后方悬起的可能性。

在本发明的一个实施方式中，公开了一种注射器，其具有可选择性地缩回的针以及多功能针托和固定环组件，其中，针托进一步包括前部和后部，前部具有向前延伸通过压缩螺旋弹簧的细长部分，后部包括具有面向前的环形表面的较大直径的头部，该环形表面紧靠螺旋弹簧的后端。与针同轴对齐的连续流体通路从针尖延伸到针托的后部，该连续流体通路与注射器筒体内的流体腔室直接流体连通。针托的头部进一步包括后端，该后端具有相对较窄的、面向后的环形表面，该环形表面在其外边缘处由头部的基本上圆柱形的侧壁界定，并且在其内边缘处由通向流体通路的截锥形壁部分的开口界定，该开口具有在向前方向上向内逐渐变细的表面。在针托的后端(或近端)处设置通向流体通路的更宽的截锥形开口，这减小了与针托后端处的开口邻接的横向环形表面区域的宽度，提供了通过针托进入流体通路的更层状的流动分布，从而减小了当制备包含用于进行注射的可注射液体的注射器时，可用于在后部开口周围进入针托的气泡形成、积聚或“悬起”的空间。在使用具有本发明的配合构造的针托和固定环的注射器进行注射时，需要较小的拇指作用力将液体药物从筒体通过针托排出到流体通路中。

在本发明的一个实施方式中，截锥形壁表面与穿过针托的纵向轴线以范围从大约40°到大约50°的锐角倾斜，最优选地是大约45°。然而，应理解，与纵向轴线的优选倾斜角度可取决于其他因素，包括例如，针托和通向流体通路的后部开口的长度和直径、如下讨论的固定环的向后延伸部分以及注射器筒体的内部构造。固定环理想地将不会在针托后方向后延伸到这样的程度，即，其将阻止在注射期间输送全部剂量的液体，或者增加启动针缩回所需的激活力。而且，针托头部的截锥形内壁表面相对于穿过针托的纵向轴线的倾斜锐角理想地不是太大，以致于其不会导致围绕通向针托的后部开口的面向后的环形表面的径向宽度变得太窄，使得在组装期间或组装之后但是在使用注射器之前，当受到由固定环和筒体施加在头部的外壁上的向内指向的压缩力时，针托头部的后端部分不会变形或部分地塌陷。

通过配合地将固定环的未扩张的面向后的部分构造为向后延伸超过针托头部的后端，可进一步增强可用于气泡悬起的空间的减小。此构造形成了围绕针托头部的后端的向后延伸的轴向套环，与例如现有技术注射器相比，该轴向套环显著地减小了围绕通向针托的后部开口的基本上共面的侧向表面区域，在现有技术注射器中，针托和固定环两者的面向后的表面总体上更宽、基本上共面并横向于穿过针托的纵向轴线。在本发明的一个实施方式中，固定环在针托后端的后方延伸一段距离，该距离小于头部的半径，并且优选地大约等于围绕通向头部的后部开口的头部的面向后的环形表面的宽度。在本发明的一个实施方式中，当针托和固定环以此方式配合地构造时，位于截锥形壁部分中并与流体通路的纵向轴线相交的线也将理想地在固定环的近端附近的点处与固定环的向后延伸部分切向地相交。结果，在针托和固定环组件后方的可用于气泡形成、积聚或悬起的区域和体积减小并轴向交错，并且所形成的任何气泡更可能被通过注射器注射的更层状的液流向前带入流体通路中。

在本发明的一个实施方式中，围绕针托的后部开口的面向后的环形表面的宽度大约等于固定环的轴向和周向延伸的、径向未扩张的套环部分向后延伸超过针托头部的面向后的环形表面的距离。

在本发明的另一实施方式中，针托的后部开口具有半径，并且固定环的向后延伸部分延伸到针托后端的后方一段纵向距离，该纵向距离小于后部开口的半径。

在本发明的另一实施方式中，针托的头部具有第一半径，头部中的后部开口具有第二半径，并且固定环的向后延伸部分延伸经过针托后端一段纵向距离，该纵向距离在第一半径和第二半径之间。

在本发明的一个实施方式中，公开了一种注射器，其具有可选择性地缩回的针以及多功能针托和固定环组件，其中，固定环的面向内的表面和针托头部的面向外的表面中的至少一者包括环形凸起，该环形凸起理想地构造为增强针托的头部和固定环之间的摩擦干涉，同时在针缩回期间仍然允许它们之间的相对滑动运动。这种摩擦干涉可帮助在使用注射器之前和在注射期间保持针托相对于固定环的位置，并且可帮助在注射期间防止针托和固定环之间的流体泄漏。环形凸起的构造还理想地在注射后针缩回期间当固定环受到使用者施加的柱塞压力时，允许固定环沿着针托头的外壁向前滑动运动。还应理解，希望通过在注射结束时连续施加基本上恒定的压力来启动针缩回，这在大多数情况中应导致针尖从患者体内退出，并以一个平滑、连续的运动自动缩回到注射器主体中。

在本发明的一个实施方式中，公开了一种注射器，其具有可选择性地缩回的针以及多功能针托和固定环组件，其中，固定环包含内表面，该内表面进一步包括径向向内面向的环形凸起，该环形凸起构造为可滑动地接合针托头部的面向外的、基本上圆柱形的侧壁。

在本发明的一个实施方式中，公开了一种注射器，其具有可选择性地缩回的针以及多功能针托和固定环组件，其中，固定环包含内表面，该内表面具有径向向内面向的环形凸起，该环形凸起具有通常构造为斜截棱柱(truncated prism)的横截面，该斜截棱柱具有相反倾斜的近端和远端表面以及设置在它们之间的基本上扁平的、面向内的表面。.

在本发明的一个实施方式中，公开了一种注射器，其具有可选择性地缩回的针以及多功能针托和固定环组件，该组件进一步包括在针托头部的圆柱形侧壁部分上的面向外的环形凸起，该面向外的环形凸起进一步包括向前倾斜的后表面、横向于穿过针托的纵向轴线的前表面，以及设置在它们之间的基本上扁平的面向内的表面，以便于固定环相对于针托头部的向前轴向滑动运动，并阻止固定环相对于针托头部的向后轴向滑动运动。

通过使用所公开发明观察到的一个优点涉及从筒体进入针托的改进的(较少湍流；更层流的)流体流动，以及在药物制备期间在针托和固定环后方的气泡形成、积聚或悬起的相关减少，从而减少药物制备时间并提高用户对剂量精度的信心，以及减小以期望速率从注射器排出药液所需的拇指作用力。这进而允许更快地注射药液，这减少了注射时间和针插入患者体内的时间，并且还减少了接受注射的患者所经受的疼痛和不适。

通过使用所公开发明观察到的另一个优点涉及当准备注射时将针插入药物的塞子中时，过早地触发针缩回所需的“推出”力的增加。通过使用所公开发明观察到的另一个优点是在注射后启动针缩回所需的激活(功能)力的减小。被认为是可通过使用本文公开的发明来实现的辅助益处是改善(延长)的保存期限，而没有如加速老化试验所证明的产生的产品性能下降或激活力增加。

其他潜在的益处和优点也被认为是可通过在具有可缩回针的注射器中使用本发明的配合构造的针托和固定环组件来实现。一个这种益处涉及具有针托和固定环组件的注射器，该注射器更适于承受不利的环境条件，保持其结构完整性，并在长期储存之后或在受到粗暴处理之后实现其性能目标。另一潜在益处涉及一种具有针托和固定环组件的注射器，该注射器在注射具有相对高粘度的流体期间或者在临床人员“快速推动”注射较低粘度的流体期间减小固定环过早喷出的可能性。另一潜在益处涉及一种具有针托和固定环组件的注射器，该注射器在启动针缩回之前减小了固定环和注射器筒体的内表面之间的流体泄漏的可能性。

还应理解，包括如本文公开的发明的针托和固定环组件的注射器适合于与具有柱塞手柄的柱塞组件一起使用，这些柱塞手柄的前端具有各种构造，包括例如，管状的、阶梯形前端或倾斜前端。柱塞手柄的前端的特定构造的选择可至少部分地取决于是否希望将通过柱塞手柄传递的拇指作用力均匀地分布在固定环的圆周周围，或者将柱塞产生的全部或部分的向前指向的力集中在固定环的一侧或弧形部分上。将拇指作用力集中在固定环的一侧或一部分上可帮助克服惯性，以启动固定环相对于针托和筒体的向前滑动运动，或者使从针托、固定环或筒体伸出的任何结构元件过压，该结构元件在启动针缩回之前阻止它们之间的相对运动。

附图说明

相对于以下附图进一步描述和解释本发明的设备，其中：

图1是穿过根据本发明的一个实施方式构造的医用注射器的前端的纵向横截面图，该医用注射器具有安装的针和针缩回机构、弹性体固定环和可滑动地接合的柱塞组件(部分地剖开)，该柱塞组件具有阻挡进入针缩回腔的塞子；

图2是图1的设备的纵向横截面图，其中柱塞组件被剖开，并且当通过柱塞组件的向前运动(由箭头52示意性地表示)而启动针缩回时，固定环相对于针托头部和筒体向前移动；

图3是取自图1的放大的横截面细节图；

图4是取自图3的放大的横截面细节图；

图5是适用于根据图1的实施方式构造的注射器的针托的后立体图；

图6是图5的针托的放大的纵向横截面图；

图7是适用于图1的注射器的一个实施方式的固定环的后立体图；

图8是穿过图7的固定环的纵向横截面图；

图9是本发明的一个替代实施方式的如图3中的放大细节图，其中，固定环构造为与图3所示的实施方式不同；

图10是本发明的另一替代实施方式的如图3中的放大细节图，其中，固定环和针托头部的外表面配合地构造为与图3所示的实施方式不同；

图11是如图1所示注射器的一个替代实施方式的纵向横截面图，其中，柱塞组件的手柄的前端向后形成台阶，以导致柱塞手柄的前端的一侧将施加至柱塞的拇指作用力集中在固定环的一侧上；并且

图12是如图11所示设备的纵向横截面图，其中，柱塞组件的手柄的前端向后倾斜，以导致柱塞手柄的前端的一侧将施加至柱塞的拇指作用力集中在固定环的一侧上。

应理解，附图不是按比例绘制的。

具体实施方式

参考如图1所示的注射器10，筒体12的后部和注射器10的柱塞40被剖开，以允许设置在注射器10前部的元件放大。参考图1、图5和图6，针托14的倾斜肩部74(图6)位于筒体12的鼻部内，针托14的前尖端17向前伸出穿过鼻部的远端中的开口。针15具有向前伸出的斜面尖端和后部，该后部通过传统装置相对于穿过针托14的可变直径轴向孔32固定。针托14的近端具有头部18，该头部18具有较大直径的外壁76，该外壁76形成面向前的环形肩部。当弹簧25围绕针托14的细长部分位于筒体12的鼻部内时，该环形肩部紧靠压缩螺旋弹簧25的近端，该针托的该细长部分在倾斜肩部74与头部18的外壁76的远端之间延伸。在此构造中，当在注射器10的组装期间压缩该螺旋弹簧25时，螺旋弹簧相对于筒体12的鼻部向后偏压针托14。

虽然如图1所示的柱塞40制造为具有柱塞密封件44，当在注射期间通过施加拇指作用力使柱塞尖端50相对于筒体12向前移动时，柱塞密封件44可向后滑动到其抵靠柱塞40的面向前的环形肩部46的点。相反，在图11中看到的注射器100制造为具有不同构造的柱塞尖端104和柱塞密封件106，该柱塞密封件保持在两个环形肩部之间的适当位置处，并且在注射期间不能相对于柱塞手柄轴向滑动。然而，本发明的多功能针托和固定环可应用于具有任一柱塞构造的注射器。

再次参考图1，弹性体固定环24的内直径制造为小于头部18的外直径，并且在组装期间，在头部18的插入期间，弹性体固定环24的前部理想地扩张，以便于针托14的头部18的轴向延伸的外壁76的插入。在头部18插入弹性体固定环24的前部之后，并且在固定环24设置在针托14的头部18和筒体12的内壁部分26之间之后，弹性体固定环24对针托14的头部18施加足够的保持力，以在注射器10的使用期间在针缩回之前抵抗固定环24周围的相对运动或流体泄漏。通过使用本发明的结构改进的多功能针托和固定环组件，也可实现本文讨论的其他性能益处。如在本文中使用的，将术语“多功能针托和固定环组件”(或简单地如下面使用的“针托和固定环组件”)理解为包括本发明的注射器10中的针托14和固定环24的安装组合。这种配合构造的元件组合将在下面结合附图的图1至图10进行更详细的讨论。

本发明的另一特征在图1、图5和图6中公开和描述。头部18的近端34包括通向针托14的可变直径孔32的近端部分的开口，其进一步包括截锥形部分，该截锥形部分具有设置在针托14的头部18的近端部分中的壁表面20。在近端34处的截锥形壁表面20的内直径理想地大于类似制造的传统注射器的针托的后部开口的内直径。它还充分小于在针托14的近端34处的头部18的外直径，以使头部18的近端34可承受由弹性体固定环24施加在其上的压缩力而不变形或塌陷。此特征在针托14的近端34处的后部开口周围产生了相对狭窄的、面向后的环形表面。

头部18的截锥形内壁表面20从近端34径向地向前逐渐变细，并形成穿过针托14的流体通路64的近端，该近端更有助于接收从筒体12(图1)的内腔室22进入针托14的平稳的液流，从而有助于减小注射器10的使用者在注射期间使柱塞40在筒体12内前进所需的拇指作用力。限定流体通路64的孔32的直径以基本上恒定的速率减小，直到到达壁表面20的恒定会聚结束的点，并且使轴向孔32的内直径不同地构造以适应针15的插入和固定附接在针托14内。此针托构造对在使用医用注射器10注射期间由柱塞组件从筒体12推入针15的药液提供了向内逐渐变细的流体通路64。

围绕针托14的近端34延伸的较窄的面向后的环形表面和在针托14的近端34处的较宽的后部开口的组合配合以减少小气泡在针托14的近端34处的开口周围的由箭头29(在图9、图10、图11至图12中可见)所标识的空间中的积聚或悬起。在本发明的一个实施方式中，在针托14的头部18的后部开口内的截锥形部分具有壁表面20，该壁表面20从针托14的纵向轴线102(在图9至图10中可见)以范围从大约40°到大约50°的锐角倾斜，并且优选地以大约45°倾斜。在本发明的另一实施方式中，位于截锥形部分的壁表面20中并与针托的纵向轴线102相交的线100(在图4、图9至图10中可见)还在紧邻固定环的后端的点处与固定环的向后延伸部分相切地相交。

通过使近端表面34的宽度变窄，同时保持针托14的头部18的恒定外直径，并且加宽由针托14的内表面部分20的近端边缘限定的开口，建立了进入流体通路64(图3)的更平滑的流动分布，并且在针托14的近端34处提供了更小的横向表面区域，否则气泡可在该区域上积聚在针托14后方。这种气泡有时引起患者或临床医生的关注，或者导致这些人察觉到通过注射器12给予的剂量不全。而且，与传统的可缩回注射器相反，由于针托14的近端34和固定环24的近端28的环形表面没有横向对齐，所以针托18和固定环24两者的近端不能共同提供更宽的连续表面，在注射之前或注射期间气泡可在该连续表面上积聚在针托的后部开口周围。

在关于图1、图3和图4描述的本发明的另一优选实施方式中，公开了具有可选择性地缩回的针15的注射器10，该针15进一步包括多功能针托和固定环组件，其中，固定环24的未扩张近端28向后延伸经过针托14的近端34一段较短距离，该较短距离优选地不明显大于针托14近端34处的环形表面的径向宽度。固定环24相对于针托14的这种向后延伸形成相对短的、轴向延伸的、径向未扩张的环形套环69，该环形套环围绕固定环24的近端34径向地向内挤压。而且，在注射器10的组装期间，在筒体12内向内伸出的环形“凸起”72可迫使由固定环24的径向未扩张的、向后延伸的近端28形成的环形套环69径向地向内位于在针托14的近端34处的环形表面的外边缘后方。这些因素配合以导致固定环24的近端28在近端34处在外壁76(图6)后方向内挤压，从而减小了针托14相对于固定环24向后滑动的可能性，而不会增加在注射后的针缩回期间向前推动固定环24离开外壁76所需的激活力。

在希望本发明的新的多功能针托和固定环组件改进为其他类似构造的现有技术注射器的现有注射器筒体构造，而不需要重新设计或重新装备筒体时，保持该固定环24的轴向长度，并且针托14的头部18的轴向长度相对于固定环24减小，以建立基本上未扩张的环形套环69(图3至图4)。然后，当固定环24令人满意地安装在头部18的外壁和筒体12的内壁部分26之间时，头部18的近端34设置在稍微位于固定环24的近端28前方的位置。同时，固定环24的远端的、面向前的表面理想地与针托14的头部18的远端的、面向前的环形表面基本上平齐。换句话说，当固定环24在安装期间被稍微压缩在头部18和筒体12的内壁部分26之间时，固定环24的轴向长度理想地超过了针托14的头部18的轴向长度，使得固定环24的近端28形成了围绕针托14的近端34的短的、向后延伸的套环69。

在本发明的一个实施方式中，固定环24的近端28在针托14的近端34后方延伸一段距离，该距离不明显宽于在针托14的近端34处的面向后的环形表面的宽度。在本发明的另一实施方式中，位于针托14的截锥形壁部分20中并与针托14的纵向轴线和流体通路64相交的线100也优选地在紧邻固定环24的近端28的点处与固定环24的向后延伸的未扩张部分相切地相交。在这些优选实施方式的每个中，固定环24理想地与针托14一起配合地构造，使得通向液体通路64(图3)的后部开口具有如上讨论的向内逐渐变细的截锥形壁表面20。

在关于图1、图3至图4和图7至图8公开和描述的本发明的另一个实施方式中，注射器10具有可选择性地缩回的针15，并且进一步包括多功能针托14和固定环24的组件。固定环24理想地进一步包括由面向内的环形凸起66分开的面向内的表面部分58，在此实施方式中，环形凸起构造为梯形棱柱，该梯形棱柱具有相反倾斜的近端表面和远端表面，近端表面和远端表面在面向内的表面部分58中的一个与设置在它们之间的基本上扁平的内表面66的对应侧之间延伸。在逐渐放大以更好地示出固定环24和针托14的头部18的外壁76(图6)之间的面对和接触的表面的图3和图4中，通过与图8中的固定环24的横截面图比较，可观察到，在将固定环24安装在筒体12的内壁部分26和针托14的头部18的外壁之间期间，从筒体侧和针托侧两者径向地压缩固定环24的主体68。此压缩增强了保持力，该保持力限制了针托14相对于固定环24的相对轴向运动以及固定环24相对于筒体12的内壁部分26的相对轴向运动，并且还减小了经过固定环24的流体泄漏的可能性。在图4中最佳看到的变形的气穴70还被认为是增强了由固定环24相对于头部18和筒体12的内壁部分26施加的保持力。

参考图9，公开了本发明的另一实施方式，其中，不同构造的固定环80与针托14组合安装，以产生不同构造的多功能针托和固定环组件。在此实施方式中，固定环80再次轴向地延长，或者，替代地，针托14的头部18相对于固定环80缩短，以再次产生具有近端86的短的环形套环，该近端86从头部18的近端34向后延伸。如以上关于固定环24讨论的，固定环80的在针托14的头部18后方向后延伸的部分也可在针托14的头部18的近端34后方向内压缩，以增加它们之间的轴向保持力。然而，在此实施方式中，固定环80的面向内的表面84没有如前面关于图7至图8示出和描述的面向内的环形凸起。

参考图10，公开了本发明的另一实施方式，其中，固定环80与具有头部98的针托94组合安装，以产生另一不同构造的多功能针托和固定环组件。在此实施方式中，固定环80再次轴向地延长，或者，替代地，针托94的头部98相对于固定环80缩短，以再次产生具有近端86的短的环形套环，该近端86从头部98的近端97向后延伸。如以上关于固定环24讨论的，固定环80也可在针托94的头部98的近端97后方向内压缩，以增加它们之间的轴向保持力。然而，在此实施方式中，头部98的外壁表面包括面向外的环形凸起96，该环形凸起96在近端侧具有倾斜表面，该倾斜表面允许固定环80的基本上圆柱形的内表面在组装期间以及在使用注射器10之后的针缩回期间向上滑动并在环形凸起96上滑动，如下面关于图1至图2和图11至图12讨论的。然而，在使用注射器10之前和使用注射器10期间，环形凸起96远端侧的面向前的方形肩部将限制固定环80相对于针托94的头部98的任何向后运动，否则，例如在针“推动穿过”的情况期间，可能经历这种向后运动。

再次参考图1，在使用注射器10注射期间，柱塞尖端42的前端50在筒体12内前进，迫使设置在可变容积腔室22(未示出)内的药液向前进入设置在针托14的近端34处的开口，然后通过针托14和针15。当前端50接触固定环24的近端28时，对柱塞组件40连续施加拇指作用力启动三个同时的运动：柱塞密封件44开始朝向面向前的肩部46向后移动；固定环24开始沿着与针托14的头部18的交界面向前移动，最终推动固定环24离开头部18并进入环形空间30；并且柱塞塞子48开始朝向设置在柱塞塞子48后方的柱塞手柄内的同轴对齐的针缩回腔向后移动。

参考图2，为了说明性目的，移除柱塞组件的部分，箭头52示出了固定环24的运动方向，箭头54示出了针托14的运动方向。固定环24示出处于这样的位置，在该位置其几乎完全与针托14脱离，并且压缩弹簧25开始向后扩张，朝向同轴对齐的针缩回腔向后驱动针托14和针15。

再次参考图1中的注射器10，可看到柱塞组件40的柱塞尖端42的前端50是圆形的，并且横向于注射器10的纵向轴线。参考图11中的注射器100，可看到前端104在柱塞102的一侧轴向地向后成阶梯状，使得前端104的一个弧形段将在其余部分接触固定环24之前接触固定环24，因此最初将“拇指作用力”集中在固定环24的一侧，以帮助其相对于针托14向前滑动。参考图12中的注射器200，可看到前端204在柱塞202的一侧向后倾斜，使得前端204的一个弧形段将在其余部分接触固定环24之前接触固定环24，再次开始将“拇指作用力”集中在固定环24的一侧的相对较短的弧形段上，然后拇指作用力逐渐地围绕固定环24的近端28的其余部分分布，以帮助固定环24相对于针托14向前滑动。

在阅读本公开内容时，本发明的其他益处、优点、实施方式和修改对于本领域的普通技术人员来说将可能变得显而易见，并且本发明的范围旨在仅由本发明人和申请人合法授权的说明书和权利要求书的最宽解释来限制。

Claims (20)

1.一种注射器，具有：筒体；受向后偏压的、向前伸出的针；可滑动地位于所述筒体的前部内的针缩回组件；以及可滑动地接合所述筒体的内壁的柱塞组件，改进包括：

多功能针托和固定环组件，作为所述针缩回组件的一部分而提供，所述多功能针托和固定环组件进一步包括：

针托，具有细长前部、较大直径的头部，以及延伸穿过所述针托并与所述针同轴对齐的流体通路；以及

弹性体固定环，设置在所述针托与所述筒体之间；

其中，所述头部进一步包括通向所述流体通路的向内逐渐变细的截锥形部分的后部开口，以及围绕所述后部开口的面向后的环形表面，并且

其中，所述固定环的周向延伸的套环部分在所述面向后的环形表面的后方向后延伸。

2.根据权利要求1所述的注射器，其中，所述截锥形部分的壁表面与所述针托的纵向轴线以从大约40°到大约50°范围的锐角倾斜。

3.根据权利要求2所述的注射器，其中，所述壁表面与所述针托的纵向轴线以大约45°的锐角倾斜。

4.根据权利要求1所述的注射器，其中，位于所述截锥形部分的壁表面中并与所述针托的纵向轴线相交的线还在靠近所述固定环的后端的点处与所述固定环的向后延伸部分相交。

5.根据权利要求1所述的注射器，其中，所述面向后的环形表面的宽度大约等于所述固定环的周向延伸的套环部分向后延伸超过所述面向后的环形表面的距离。

6.根据权利要求1所述的注射器，其中，所述后部开口具有半径，并且所述固定环的向后延伸的套环部分在所述针托的后端的后方延伸一段纵向距离，该纵向距离小于所述后部开口的半径。

7.根据权利要求1所述的注射器，其中，所述头部具有第一半径，所述后部开口具有第二半径，并且所述固定环的向后延伸部分基本上未扩张并且在所述针托的后端的后方延伸一段纵向距离，该纵向距离基本上等于所述第一半径和所述第二半径之间的差。

8.根据权利要求1所述的注射器，其中，所述针托的所述头部包含带有面向外的表面的头部，所述固定环具有面向内的表面，所述固定环的面向内的表面与所述针托的所述头部的面向外的表面接触，并且

其中，所述固定环的面向内的表面和所述针托的所述头部的面向外的表面中的至少一者包括环形凸起，该环形凸起理想地构造为增强所述针托的所述头部和所述固定环之间的摩擦干涉，同时在针缩回期间仍允许所述针托的所述头部和所述固定环之间的相对滑动运动。

9.根据权利要求8所述的注射器，其中，所述固定环的面向内的表面包括环形凸起，该环形凸起构造为可滑动地接合所述针托的所述头部的面向外的壁。

10.根据权利要求8所述的注射器，其中，所述固定环的面向内的表面包括环形凸起，该环形凸起具有通常构造为斜截棱柱的横截面，所述斜截棱柱具有相反倾斜的近端表面和远端表面，以及设置在所述相反倾斜的近端表面和远端表面之间的基本上扁平的面向内的表面。

11.根据权利要求8所述的注射器，其中，所述头部的面向外的表面包括面向外的环形凸起，该环形凸起进一步包括向前倾斜的后表面、横向于穿过所述针托的纵向轴线的前表面，以及设置在该后表面和该前表面之间的基本上扁平的面向外的表面。

12.一种注射器，包括筒体、可选择性地缩回的针、可滑动地接合所述筒体的柱塞组件，以及针缩回组件，改进包括：

多功能针托和固定环组件，所述多功能针托和固定环组件进一步包括：

针托，具有头部，该头部带有面向外的表面；

固定环，设置在所述筒体和所述针托之间，并且所述固定环具有径向扩张的面向内的表面部分，该面向内的表面部分与所述针托的面向外的表面接触；

其中，所述固定环的所述面向内的表面部分和所述针托的头部的所述面向外的表面中的至少一者包括环形凸起，该环形凸起理想地构造为增强所述针托的头部和所述固定环之间的摩擦干涉，同时在针缩回期间仍允许所述针托的头部和所述固定环之间的相对滑动运动。

13.根据权利要求12所述的注射器，其中，所述固定环的所述面向内的表面部分进一步包括径向面向内的环形凸起，该环形凸起构造为可滑动地接合所述针托的所述头部的所述面向外的表面。

14.根据权利要求12所述的注射器，其中，所述固定环的内表面的所述环形凸起具有通常构造为斜截棱柱的横截面，所述斜截棱柱具有相反倾斜的近端表面和远端表面，以及设置在所述相反倾斜的近端表面和远端表面之间的基本上扁平的面向内的表面。

15.根据权利要求12所述的注射器，其中，所述头部的所述面向外的表面包括面向外的环形凸起，该环形凸起进一步包括向前倾斜的后表面、横向于穿过所述针托的纵向轴线的前表面，以及设置在该后表面和该前表面之间的基本上扁平的面向外的表面。

16.一种用于在使用注射器进行注射之前和进行注射期间增加推出力而不增加激活力的方法，所述注射器具有：筒体；受向后偏压的、向前伸出的针；可滑动地位于所述筒体的前部内的针缩回组件；以及可滑动地接合所述筒体的内壁的柱塞组件，所述方法包括：

提供作为所述针缩回组件的一部分的多功能针托和固定环组件，所述多功能针托和固定环组件进一步包括：

针托，具有细长前部、较大直径的头部，以及延伸穿过所述针托并与所述针同轴对齐的流体通路；以及

弹性体固定环，设置在所述针托和所述筒体之间；

其中，所述头部进一步包括通向所述流体通路的向内逐渐变细的截锥形部分的后部开口，以及围绕所述后部开口的面向后的环形表面，并且

其中，所述固定环的基本上未扩张的周向延伸部分在所述面向后的环形表面的一部分的后方向后延伸；以及

用所述注射器进行注射。

17.一种注射器，包括可缩回针以及配合构造的针托和固定环组件，其中：

所述固定环是弹性体的，并且包括轴向延伸的、面向内的壁，该壁具有内直径；

所述针托具有头部，该头部的外直径大于所述固定环的内直径，该头部插入所述固定环的面向前的、径向扩张的部分中；并且

所述固定环的基本上未扩张部分在所述针托的所述头部的后方向后延伸。

18.一种注射器，包括可缩回针以及配合构造的针托和固定环组件，其中：

所述针托进一步包括具有第一轴向长度和外直径的头部；

所述固定环是弹性体的，并且进一步包括面向内的壁，所述壁具有第二轴向长度和小于所述针托的外直径的内直径；

所述第一轴向长度小于所述第二轴向长度；并且

其中，所述针托的所述头部插入到弹性体的所述固定环的面向前的、径向扩张的第一部分中，并且弹性体的所述固定环的未扩张的第二部分在所述针托的被插入的所述头部的后方向后延伸。

19.一种注射器，具有可缩回针以及包括针托和弹性体固定环的针托和固定环组件，其中：

所述针托进一步包括具有外直径的头部；

所述弹性体固定环具有小于所述外直径的未扩张内直径；

所述头部被插入到所述弹性体固定环的前部中，以使所述弹性体固定环的前部扩张以容纳所述头部；并且

所述弹性体固定环的未扩张后部在所述头部的后方向后延伸一段距离，该距离小于所述头部的直径的一半。

20.一种注射器，具有筒体、柱塞组件、可缩回针以及配合构造的针托和固定环组件，所述针托和固定环组件包括：

所述针托的头部，该头部进一步包括后部开口和截锥形的、面向内的壁表面，所述后部开口通向与所述可缩回针连通的同轴对齐的流体通路，所述截锥形的、面向内的壁表面靠近所述后部开口定位；以及

弹性体固定环，该弹性体固定环具有径向扩张并围绕所述针托的所述头部的第一纵向延伸部分和基本上未径向扩张并在所述针托的所述头部的后方向后延伸的第二纵向延伸套环部分；其中

所述弹性体固定环的向后延伸的套环部分与所述截锥形的、面向内的壁表面配合，以减小在注射期间使所述柱塞组件在所述筒体内前进所需的拇指作用力，并减小进入通向所述流体通路的所述后部开口的流体中的湍流，以及减小在所述注射器的使用期间围绕所述开口分布的流体中的任何气泡的滞留。

Images