JP2000501957A - ばね付勢形装置のロック機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 小用量の液体薬剤を霧化する小形高圧発生装置用の、例えば医療用エーロゾル療法に使用されるばね付勢形出力駆動装置。このような出力駆動装置用のロック応力機構は、比較的小さい力の付与により応力が加えられ、片手で解除されかつ長時間に亘って信頼性をもって作動する。ロック応力機構は、ばねに応力を付与するための増力伝達手段、例えばねじスラスト伝達手段と、係合ロック表面を備えた、環状に配置されたロック部材と、ばねの移動を制限するための２つの衝合手段と、解放ボタンとからなる。本発明の装置は、コンパクトで経済的に製造できかつ組立てが容易であり、低摩耗性の構成部品からなる。本発明の装置は、高いばね力を使用するが、不慣れな人でも信頼性をもってかつ容易に取り扱うことができる。かくして、霧化すべき薬剤は、非常に高精度で定量される。

Description

【発明の詳細な説明】 ばね付勢形装置のロック機構 本発明は、ばね付勢形出力駆動装置のロック（ラッチ可能）応力（負荷）機構 に関し、より詳しくは、例えばシリンダ内のピストンにより流体中に高圧が発生 されるように構成された装置に関する（但し、このような装置に限定されるもの ではない）。 本発明の１つの目的は、このようなロック応力機構（locking stressing mec- hanism）を、小形高圧発生装置の条件に適合させることにある。 本発明は、特に、米国特許第5,497,944号（WO 91/14468 に基づく）に開示さ れているような定用量形吸入器（metered dose inhalers: ＭＤＩ）に適用すべ く開発されたものであるが、これに限定されるものではない。尚、これらの米国 特許第5,497,944 号およびWO 91/14468 の全内容は本願に援用する。圧力（少な くとも１つの５０バール）が、１つ以上の非常に小さい開口（例えば、２５〜５ ００μm²の範囲内の面積の開口）をもつノズル組立体を通って放出される定量流 体中に発生される。米国特許第5,472,143号(並行WO 94/07607)には、好ましいノ ズル組立体が開示されている。尚、これらの米国特許第5,472,143 号およびWO 9 4/07607 の全開示は本願に援用する。ばねのようなエネルギ貯蔵手段は、米国特 許第4,260,082 号および英国特許出願第2,291,135 号（これらの両者の内容は本 願に援用する）に開示されているような回転鋸歯状くさび構造により手動で負荷 するのが好ましい。一般に、ばねを負荷位置に保持するためのラッチ機構が設け られており、該ラッチ機構は、手動で解放され、例えばピストン／シリンダ構造 を使用して定量流体を加圧することができる。シリンダを再充填するためのリザ ーバおよび弁構造を設けることができる。これ以上の詳細はPCT/EP 96/04351お よび並行USSN 08/726219に開示されており、これらの全内容は本願に援用する。 既知のロック応力機構(W．Krause著：「Konstruktionselemente der Feinm-ec hanik」、ミュンヘン、Verlag Carl Hanser社、第５２１〜５２３頁参照）では 、前に貯蔵されたエネルギが必要時点で放出されかつ運動に変換される。一般 に、機械エネルギを貯蔵する手段は、迅速運動部分と呼ばれるガイド部品または 支持部品に連結されたばねである。ロック部材は、迅速運動部分が移動すること を防止しかつ該部分を所定の態様で解放する。 医療用エーロゾル療法では、液体薬剤の霧化すなわち噴霧により作られるエー ロゾルが、人の気道の病気の治療または喘息状態の治療に使用される。この目的 のため、エーロゾルに必要な小滴を作るのに、流体に関して高圧が要求される。 一般に、高圧は、シリンダ内で移動可能なピストンにより発生される（DE-OS369 02.5参照）。この種の小形手動円筒状噴霧器では、噴霧器自体内のピストンを駆 動するため、比較的高い機械的な力を発生することが望まれるか、必要とされる 。 従って、本発明の他の目的は、大きなばね力に関する場合でも簡単で信頼性の 高い作動をするロック応力機構を提供することにある。 本発明の一形態によれば、ばね付勢形出力駆動装置のロック応力機構であって 、迅速運動部材としての出力駆動部材に作用する機械エネルギ貯蔵手段としての ばねを有し、出力駆動部材の運動はロック部材の位置により決定され、ばねに応 力を付与する駆動手段と、出力駆動部材のための上下の衝台手段と、ロック部材 を解放する手段とを更に有し、ばね付勢形出力駆動装置は、ばねに応力を付与す る駆動手段とばねとの間の増力伝達手段と、係合ロック表面を備えた環状に配置 されたロック部材とをそなえている構成のロック応力機構が提供される。 エネルギ貯蔵手段は、引張りばねまたは圧縮ばねとして機能しかつ好ましくは 円筒状のコイルばね、板ばねまたはダイアフラムばねが好ましい。 ばねは、直接駆動手段により応力が付与される。この目的のため、出力駆動フ ランジが、軸線方向に作用する外力により変位される。大きなばね力の場合には 、例えばばねスラスト伝達手段のような増力伝達手段を設け、該手段により、ば ねには、手動で加えられる外部トルクにより応力が付与される。ねじスラスト伝 達手段の場合には、上方ハウジング部分および出力駆動部材が、単フライトまた は多フライトくさび駆動手段(single-flight or multi-flight wedge drive)を 有している。このような伝達手段は、ばねに応力を付与する駆動手段とばねとの 問に配置される。 ロック部材は、これ自体が半径方向に弾性的に変形できるリング、またはカム 突出部を備えた剛性リング、または板ばねが一体に形成された剛性リング、また は１つ以上の金属ばねによりばねプレストレス効果を受ける剛性リングで構成で きる。リングは開閉できかつ複数の（好ましくは２つの）部分で構成できる。ロ ック部材はプラスチック材料または金属からなる。ロック部材はシリンダ軸線に 対して垂直な平面内で変位可能に配置されるか、前記平面内で変形可能である。 ばねに応力を付与した後、ロック部材のロック表面はばねまたは出力駆動部材 の通路内に移動して、ばねの解放を防止する。 ロック部材は、解放ボタンにより付勢するのが好ましい。解放ボタンはロック 部材に連結またはカップリングすることができる。ロック応力機構を解放するた め、一般に、この種の解放ボタンおよび該ボタンと一緒にロック部材が、リング の平面に対して平行（より詳しくはおよび好ましくは、シリンダ軸線に向かう方 向）に変位されるか、ロック部材がリングの平面内で半径方向に変形される。 出力駆動部材の移動は、一定の衝合手段により正確に制限される。駆動部材は 、別の出力部材のフランジで構成するのが好ましい。 本発明の他の態様によれば、出力部材が、解放位置とロック位置との間でばね の押圧力に抗して直線運動できるように取り付けられており、かつ、出力部材と 関連する衝合手段の経路内に入る方向および該経路から出る方向に、出力部材の 移動方向に対して横方向に移動できるロック部材が設けられたばね付勢形駆動機 構において、前記ロック部材は実質的に開リングまたは閉リングの形態をなして おり、前記駆動機構が解放されると、衝合手段がばねの作用を受けてロック部材 を通ることができ、前記実質的にリング状のロック部材は２つ以上のセクション で選択的に構成されているばね付勢形駆動機構が提供される。 ロック部材は、任意遮断形閉リングを形成するが、開リングまたはヨークの形 態にすることができる。また、ロック部材は、出力部材の傾動およびこじれの危 険を最小にする態様で衝合手段と係合することが好ましい。これは、例えば、互 いにほぼ直径方向に対向する少なくとも２つの位置に配置することにより達成さ れる。 他の好ましい特徴は次の通りである。 ・ばねは螺旋状圧縮ばねである。 ・ロック部材は、出力部材がロック位置に到達すると衝合手段にスナップ嵌合 して該衝合手段と整合する。 ・スナップ嵌合作用は、出力部材を解放位置からロック位置へと移動させる手 段と関連するカムにより与えられる。 ・スナップ嵌合作用は、１つ以上のばねにより与えられる。 ・ロック部材は弾性的に変形してスナップ嵌合作用を与える。 ・ロック部材は、手動により移動され、衝合手段の通路から外れるように配置 されている。 ・ばねの押圧力に抗して出力手段を移動させる増力伝達手段を有している。 ・増力伝達手段は、鋸歯状スラストカムを備えた回転部品からなる。 ・出力部材は、シリンダ内のピストンを移動させて、シリンダ内の流体を圧縮 するように構成されている。 ・ばね付勢形駆動機構は、流体噴霧装置の一部、より詳しくは、定用量形吸入 器の一部である。 以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。 第１ａ図は、本発明によるロック応力機構の垂直長手方向断面図であり、ロッ ク部材が離脱状態にありかつばねが解放位置にあるところを示すものである。 第１ｂ図は、第１ａ図と同じ機構のロック部材が係合状態にありかつばねが圧 縮位置にあるところを示す第１ａ図と同じ垂直長手方向断面図である。 第２ａ図および第２ｂ図は、第１ａ図および第１ｂ図に対応する水平断面図で あり、それぞれ、ロック部材が離脱位置および係合位置にあるところを示すもの である。 第３ａ図および第３ｂ図は、ロック部材の第２実施形態を示す、それぞれ第２ ａ図および第２ｂ図と同様な水平断面図である。 第４ａ図および第４ｂ図は、ロック部材の第３実施形態を示す、それぞれ第２ ａ図および第２ｂ図と同様な水平断面図である。 第５ａ図および第５ｂ図は、ロック部材の第４実施形態を示す、それぞれ第２ ａ図および第２ｂ図と同様な水平断面図である。 第６ａ図および第６ｂ図は、ロック部材の第５実施形態を示す、それぞれ第２ ａ図および第２ｂ図と同様な水平断面図である。 第１ａ図は、ロック応力機構の長手方向断面図である。上方の円筒状ハウジン グ部分１は、スナップ係合突出部３を介してばねハウジング２に連結されること により、ばねハウジング２上に係合している。スナップ係合突出部３はばねハウ ジング２の外面上に配置されており、かつ互いに対向して配置された２つの円形 セグメント（各セグメントは約３０゜）上に延びている。スナップ係合突出部３ は、上方ハウジング部分の内面で周方向に延びている溝内に係合する。従って、 両ハウジング部分１、２は互いに回転できる。ばねハウジング２内には圧縮ばね ４が配置されており、該圧縮ばね４は、両ハウジング部分１、２が一体に嵌合さ れるとき、一般に、既にプレストレス状態になっている。圧縮ばね４は、ばねハ ウジング２の下端部で周方向に延びている突出部上および出力駆動部材５上に支 持される。出力駆動部材５は、上方ハウジング部分１とばねハウジング２との間 で軸線平行関係（axis-parallel relationship）をなして変位できるように配置 されておりかつ上方ハウジング部分１を押圧する。円筒状のカップ形出力駆動部 材５は、ハウジング２の円筒状ボア内で摺動可能に取り付けられておりかつ上方 ハウジング部分１内に突出している。出力駆動部材５の周囲には、環状ロック部 材６が配置される。ロック部材６に取り付けられる解放ボタン７は、上方ハウジ ング部分１から横方向に突出している。好ましい実施形態では、部材５は、霧化 手段に連結される上方ハウジング部分１のシリンダ（図示せず）内で往復運動可 能な中空ピストン（図示せず）のフランジである。ピストンの下端部はリザーバ （図示せず）に連結され、この全機構はＭＤＩの一部を構成する。 ねじ形スラスト伝達手段の場合には、カップ形出力駆動部材５のカラーは一般 に２つの鋸歯状凹部を有し、該凹部に対して上方ハウジング部分１の２つの鋸歯 が摺動する。第１ａ図では、鋸歯および鋸歯状凹部は高度に簡略化して示されて いる。上方ハウジング部分１がばねハウジング２に対して回転されると、出力駆 動部材５は、圧縮ばね４の力に抗してばねハウジング２内に更に押し込まれる。 出力駆動部材５の上縁部が、ロック部材６を通って充分な距離だけ下方に押し込 まれるやいなや、環状ロック部材６は、出力駆動部材５の上縁部と上方ハウジン グ部分１の環状突出部との間でハウジングの軸線に対して垂直方向に変位し、か つ出力駆動部材５および該出力駆動部材５の変位により（更に）応力が付加され た状態にある圧縮ばね４を、達成された位置に確実に保持する。 平均ばね力は１０〜１５０Ｎである。出力駆動部材５の上方休止位置と下方休 止位置との間で、ばね力は、平均ばね力の約±１０％だけ変化する。 解放ボタン７を押すと、環状ロック部材６がハウジングの軸線に対して垂直に 押し戻され、これにより、出力駆動部材５の移動通路から障害物がなくなる。圧 縮ばね４は出力駆動部材５を所定距離だけ上方に押しやり、これにより、出力駆 動部材５に連結された構成部品（例えば、シリンダ内のピストン）（図示せず） を付勢する。 第１ａ図は、出力駆動部材５がその上方休止位置にありかつロック部材６が離 脱状態にあるロック応力機構を示す。第１ｂ図は、出力駆動部材５がその下方休 止位置にありかつロック部材６が係合状態にあるロック応力機構を示す。衝合部 ８は下方休止位置にある出力駆動部材５の移動を制限する手段であり、一方、衝 合部９は上方休止位置にある出力駆動部材５の移動を制限する手段である。両ハ ウジング部分１、２を互いに回転させると、機構は、第１ａ図に示す状態から第 １ｂ図に示す状態に移行する。解放ボタン７を押すと、機構は、第１ｂ図に示す 状態から第１ａ図に示す状態へと移行する。 第２ａ図および第２ｂ図は、環状ロック部材６の中間のレベルでのロック応力 機構の断面図であり、より詳しくは、第２ａ図は、ロック応力機構のロック部材 ６が第１ａ図に示す離脱位置にある状態に対応し、第２ｂ図は、ロック応力機構 のロック部材６が第１ｂ図に示す係合位置にある状態に対応する。 第３ａ図〜第６ｂ図は、本発明による環状ロック部材の多くの実施形態を示し 、より詳しくは、環状ロック部材のほぼ中間レベルでの部分断面図および上方ハ ウジング部分の底部を断面で示す部分平面図である。第３ａ図、第４ａ図、第５ ａ図および第６ａ図はロック部材が離脱位置にあるところを示し、一方、第３ｂ 図、第４ｂ図、第５ｂ図および第６ｂ図はロック部材が係合位置にあるところを 示す。 第３ａ図および第３ｂ図では、ロック部材１０の外周面に、ベベル状カム突出 部１１が設けられている。ばねハウジング２の上縁部には、別のベベル状カム突 出部１２が設けられている。ばねハウジング２に対する上方ハウジング部分１の 回転運動の終時に近づくと、両カム突出部はこれらのベベル状側面が互いに当接 するようになり、ばねハウジング２のカム突出部がロック部材１０を係合位置に 押しやる。解放ボタン７を付勢すると、ロック部材１０が押し戻されて離脱位置 を占め、出力駆動部材の移動通路から障害物がなくなる。 第４ａ図において、ロック部材１３には２つの一体ばね１４が設けられており 、該ばね１４は、ロック応力機構の上方休止位置にあるロック部材１３を、出力 駆動部材５の外周面に対して押圧する。出力駆動部材５の上縁部がロック部材１ ３により押圧されるやいなや、ロック部材１３は、一体ばね１４の力により第４ ｂ図に示す係合位置に変位される。解放ボタンが付勢されると、ロック部材１３ は、一体ばね１４の力に抗して離脱位置に押し戻され、出力駆動部材の移動通路 から障害物がなくなる。 第５ａ図は、ロック部材１５のプレストレス状態にある弧状部分１６が、最初 に出力駆動部材５の外周面を押圧しているところを示す。出力駆動部材５の上縁 部がロック部材により押圧されるやいなや、プレストレス状態にある弧状部分１ ６が出力駆動部材５の上縁部を飛び越えて係合位置を占める。解放ボタンが付勢 されると、弧状部分１６は、これらの曲げ負荷により外方に押され、出力駆動部 材の変位通路から障害物がなくなる。 第６ａ図は、一体ばねを備えた２部ロック部材１７を示す。各ばね部分１８は 、軸線１９の回りで回転可能に取り付けられている。各ばね部分の内側には、突 出部２０が設けられている。出力駆動部材５の上縁部がロック部材により押圧さ れるやいなや、突出部２０が出力駆動部材５の上縁部を飛び越えて係合位置を占 める。解放ボタンが付勢されると、ばね部分１８が突出部２０により外方に押圧 され、出力駆動部材の変位通路から障害物がなくなる。 図面を参照して上述したロック応力機構は、次のような長所を有する。 ・不慣れな人でも、簡単で信頼性のある操作ができる。 ・解放ボタンを押すことにより、片手で始動できる。 ・増力伝達手段（例えば、ねじスラスト伝達手段）を使用すると、低レベルの トルクで高いばね力が得られる。 ・ロック部材の運動が、簡単な態様で、ばねに応力を付与する回転運動に確実 に連結される。 ・経済的に製造できかつ組立てが容易である。 ・摩耗量が小さくかつ信頼性のある作動ができる機能要素を有している。 ・コンパクトでありかつ小形高圧噴霧器に容易に適合できる。出力駆動部材と の一定衝合のため、定量効果が非常に正確である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ， ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｇ Ｅ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ， ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ (72)発明者 フォルシュター リヒャルト ドイツ連邦共和国 デー92269 フェンシ ュターバッハ ブーフタルヴェーク 21

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．出力部材が、解放位置とロック位置との間でばねの押圧力に抗して直線運動 できるように取り付けられており、かつ、出力部材と関連する衝合手段の経路 内に入る方向および該経路から出る方向に、出力部材の移動方向に対して横方 向に移動できるロック部材が設けられたばね付勢形駆動機構において、前記ロ ック部材は実質的に開リングまたは閉リングの形態をなしており、前記駆動機 構が解放されると、衝合手段がばねの作用を受けてロック部材を通ることがで き、前記実質的にリング状のロック部材は２つ以上のセクションで選択的に構 成されていることを特徴とするばね付勢形駆動機構。 ２．前記ロック部材は、任意遮断形実質的閉リングを形成することを特徴とする 請求の範囲第１項に記載のばね付勢形駆動機構。 ３．前記ロック部材は、互いに実質的に直径方向に対向する少なくとも２つの位 置で衝合手段と係合することを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記 載のばね付勢形駆動機構。 ４．前記ばねは螺旋状圧縮ばねであることを特徴とする請求の範囲第１項〜第３ 項のいずれか１項に記載のばね付勢形駆動機構。 ５．前記ロック部材は、前記出力部材がロック位置に到達すると衝合手段にスナ ップ嵌合して該衝合手段と整合することを特徴とする請求の範囲第１項〜第４ 項のいずれか１項に記載のばね付勢形駆動機構。 ６．前記スナップ嵌合作用は、出力部材を解放位置からロック位置へと移動させ る手段と関連するカムにより与えられることを特徴とする請求の範囲第５項に 記載のばね付勢形駆動機構。 ７．前記スナップ嵌合作用は、１つ以上のばねにより与えられることを特徴とす る請求の範囲第５項に記載のばね付勢形駆動機構。 ８．前記ロック部材は弾性的に変形してスナップ嵌合作用を与えることができる ことを特徴とする請求の範囲第５項に記載のばね付勢形駆動機構。 ９．前記ロック部材は、付勢手段を押圧することにより、手動により衝合手段の 通路から外れるように配置されていることを特徴とする請求の範囲第１項〜第 ８項のいずれか１項に記載のばね付勢形駆動機構。 10．前記ばねの押圧力に抗して出力手段を移動させる増力伝達手段を更に有する ことを特徴とする請求の範囲第１項〜第９項のいずれか１項に記載のばね付勢 形駆動機構。 11．前記増力伝達手段は、鋸歯状スラストカムを備えた回転部品からなることを 特徴とする請求の範囲第１０項に記載のばね付勢形駆動機構。 12．前記出力部材は、シリンダ内のピストンを移動させて、シリンダ内の流体を 圧縮することを特徴とする請求の範囲第１項〜第１１項のいずれか１項に記載 のばね付勢形駆動機構。 13．請求の範囲第１２項による機構を有することを特徴とする流体噴霧装置。 14．定用量形吸入器であることを特徴とする請求の範囲第１３項に記載の装置。 15．迅速運動部材として機能する出力駆動部材に作用するばねと、該ばねに応力 を付与する駆動手段と、ロック部材と、出力駆動部材の上下の衝合手段と、ロ ック部材を解放する手段とを有するばね付勢形出力駆動装置のロック応力機構 において、 ばねに応力を付与する駆動手段とばねとの間の増力伝達手段と、 係合ロック表面を備えた環状に配置されたロック部材とを有することを特徴 とするロック応力機構。 16．コイルばねまたは板ばねを有し、該コイルばねまたは板ばねは、引張りばね または圧縮ばねとして機能しかつ好ましくは円筒状であることを特徴とする請 求の範囲第１５項に記載のロック応力機構。 17．前記ばねに応力を付与する駆動手段とばねとの間の増力伝達手段としてのね じスラスト伝達手段を有することを特徴とする請求の範囲第１５項または第16 項に記載のロック応力機構。 18．前記円筒状のロック応力機構の軸線に対して垂直な平面内で変位可能に配置 されたロック部材としての開リングまたは閉リングを有することを特徴とする 請求の範囲第１５項〜第１７項のいずれか１項に記載のロック応力機構。 19．半径方向に弾性的に変形可能なリングの形態、または板ばねが一体に形成さ れた剛性リングの形態、またはカム突出部を備えた剛性リングの形態、または 剛性リングおよび金属バネの形態をなすロック部材を有することを特徴とする 請求の範囲第１５項〜第１８項のいずれか１項に記載のロック応力機構。 20．プラスチックまたは金属からなるロック部材を有することを特徴とする請求 の範囲第１５〜第１９項のいずれか１項項に記載のロック応力機構。 21．前記ロック部材に連結またはカップリングされた解放ボタンを有することを 特徴とする請求の範囲第１５項〜第２０項のいずれか１項に記載のロック応力 機構。