JP2007506469A - 磁気抵抗型センサによる非接触式走査 - Google Patents

Abstract

【課題】
【解決手段】流体製剤を投与する装置は、互いに動くことのできる装置の要素１；３間の位置を接触せずに測定する測定手段を備えている。該測定装置は、第一の要素１に固定され、また、上記第一の要素１に対して動かすことのできる少なくとも１つの第二の要素３に対向して配置された少なくとも１つの磁気抵抗型センサ２；６を備えている。磁気装置は、少なくとも１つのセンサ２；６と協働し且つ、第一の要素１と、磁化可能であり且つ所定の表面輪郭外形１４を示す少なくとも１つの第二の要素３とにおける永久磁石１１により、又は交番的に配置された異なる多数の磁極領域Ｎ、Ｓから成る第二の要素３における少なくとも１つの永久磁石１２により、選択的に又は同時に形成される。

Description

本発明は、投与装置内にて互いに動くことのできる要素間の位置を接触せずに測定する測定手段を備える、流体製剤を投与する装置、特に、注射装置及びこの要領にて測定する方法に関する。本発明は、特に、投与装置の投与手段又は投薬手段の設定値を測定することに関する。

本発明が基本とするもののような装置は、医薬又は薬理学的流体製剤を投与する広範囲の医学分野にて使用されている。例えば、注射ペンのような、注射装置は、例えば、インシュリン、ホルモン処方剤及び同様のものを分与するため使用されている。注射装置は、例えば、特定の製剤投薬量を装置から正確に分与し得るように、例えば、投与手段又は投薬手段のような、色々な機械的手段を備えている。投与過程及びその精度を監視し得るようにするため、機械的手段の色々な要素の動きを検出するセンサ又はプローブを装置内に配置することが通常である。この手段から、例えば、マイクロプロセッサによって機械的手段の設定値が確認され且つ、例えば、機械的又は電子的ディスプレイによって注射装置に表示することができる。

機械的走査は、注射装置の設定値を測定するときの精度を制限する、汚れ、水分及び摩耗に対する感受性があり、また、個々の要素間にて大きい許容公差を示すので、かかる装置の設定値を決定する非接触式の方法が開発されている。この目的のため、要素が測定装置又はセンサと接触する必要なく、その設定値を測定するのに適した多数のセンサ又は測定装置が装置における色々な箇所に配置されている。

医療目的のための電子式投与ペンは、例えば、欧州特許明細書ＥＰ１０９５６６８Ａ１号から既知であり、この投与ペンは、ペンの投与手段の設定値を測定するため、例えば、投与機構のヘリカルロッドの直線状位置、又は投薬手段の設定ボタンの回転位置を測定する。この目的のため、例えば、設定ボタンの回転動作に連結されたコード円板を備える光コード変換器が使用される。コード円板の回転動作は、光変換器により測定される。マイクロプロセッサは、コード円板の回転数を設定値に相応する投薬量に変換する。別のセンサが投与手段のヘリカルロッドの巻線間に設けられており、ペンの長手方向軸線に沿って長手方向に動きを記録する。製剤の投与量は、ヘリカルロッドの変移から決定される。２つのセンサは、互いに独立的に作用し且つ、ペンの機械的手段各々の１つの動き方向のみを決定する。

接触せずに測定するかかる測定手段は、機械的走査と比較してある設定値を測定するときの精度を向上させることができるが、かかる測定手段の個々の部品を装置内に配置することは、しばしば複雑となり、このため、装置の製造が煩雑となり且つ、費用高となる。更に、これらの測定手段の回路及び測定方法は、水分、振動、及びその他のかかる効果に対する感受性がある。センサ及びセンサに対する相手方部品のような測定手段の個々の部品を受容することは、しばしば注射装置の構造的変更を必要とし、装置を不必要な程大型にし又はその他の機械的手段を制限することさえもある。

注射装置は、装置の選ばれたパラメータを監視する一体型センサを備える密閉スイッチ装置により制御されるものが国際出願ＷＯ０２／０６４１９６Ａ１号から既知である。密閉スイッチ装置は、注射装置内にて固定状態に配置されている。少なくとも２対の一体型ホール要素がセンサとして使用される。ホール要素は、北極と南極を交番的に示す磁気リングと協働する。該リングは、投薬手段内に配置され且つ、製剤の投薬量を設定すべく回転動作に従って注射装置の長手方向軸線の周りを動く。投薬量の設定値を測定するためには、密閉スイッチ装置に対する磁気リングの回転動作を決定することが必要である。この目的のため、ホール要素は、互いに対し且つ、磁気リングに対して画成された配置状態で磁気リングと対向する円弧上に配置されている。動きが始まったならば、開始角度が画成され、磁気リングがホール要素に対して動く間の磁界の測定に基づいて、その動きが終了したならば、最終角度が決定される。開始角度、最終角度及び測定された磁界を記憶させたテーブルと比較し、その比較により製剤の投薬量設定値を決定する。

本発明の１つの目的は、互いに動くことのできる要素間の位置を接触せずに測定する測定手段を備える、流体製剤を投与する装置、及びかかる非接触式の測定方法であって、投与装置は、測定に必要な幾つかの個々の部品を備える測定手段の簡単な構造を示し、特に、投与装置の構造的状態が測定のため利用される、上記の装置及び方法を提供することである。更に、測定するときの高レベルの精度及び信頼性が保証され、欠陥及び製造コストに対する感受性を減少させる必要がある。

この目的は、請求項１に記載の流体製剤を投与する装置及び請求項１５に記載の方法により実現される。有利な実施の形態は、従属請求項に記載されている。
流体製剤を投与する装置、特に、本発明が基本にするもののような注射装置は、例えば、装置が作動されたとき、装置内で互いに動く多数の要素から構成された投与手段又は投薬手段のような、色々な機械的手段を備えている。ある製剤を装置から投与するためには、例えば、歯付きロッドのような、摺動要素を、例えば、装置の長手方向軸線に沿って、製剤容器、装置ケーシング又は投与手段のその他の案内要素に対して動かす。投与すべき製剤に対する投薬量を設定する投薬手段は、例えば、ケーシング又はねじ付きロッドに対して回転する回転要素を有している。本発明に従って、注射装置は、互いに対するこれら要素の動きを決定することにより、機械的手段、従って、注射装置の設定値を測定する測定手段を備えている。

この目的のため、測定手段は、少なくとも１つの磁気抵抗型センサと、少なくとも１つの磁気センサとを備えている。磁気抵抗型センサは、注射装置の第一の要素に固定され、また、該第一の要素に対して動かすことのできる第二の要素に対向する。第一の要素は、注射装置のケーシング、又は該ケーシングに固定された要素であることが好ましい。第二の要素は、ケーシングに対し又は該ケーシングに固定された要素に対し動かされる、上述したような摺動要素又は回転要素であることが好ましい。

注射装置にて磁気抵抗型センサを使用することは、誘導センサ及びホール効果センサのようなその他の磁界センサと比較したとき、多数の有利な効果をもたらす。磁気抵抗型センサの出力測定信号は、要素の互いに対する移動速度に依存せず且つ、ほぼ零Ｈｚまで低下した周波数を検出することが可能であるから、極めて遅い移動速度のときでさえ、信頼性の高い測定信号を提供する。約２０ｍＶ／ｋＡ／ｍの信号振幅の場合、磁気抵抗型センサは、ホール効果センサと比較したとき、実質的により強力な出力信号を有する。それらの感度は、１０ないし１００倍強い。ホール効果センサは、典型的に、僅か０．４ｍＶ／ｋＡ／ｍの信号振幅を有する。このことは、測定センサと、該側定センサに対して動く要素との間にてより大きい中間空間を可能にし、このため、センサ及び該センサと協働する磁気装置に対する注射装置内にて利用可能な配置状態は拡大する。更に、例えば、簡単な棒磁石又は磁気片のようなより経済的な磁気装置を使用することができる。それらの高度の機械的安定性のため、磁気抵抗型センサは、取り扱い易く、汎用的に採用でき、しかも概ね欠陥を生じ難い。

磁気抵抗型センサは、磁気抵抗効果を利用し、この効果により、伝導性の磁気材料は、可変の外部磁界の存在下、磁界の変化に従って、その抵抗を変化させる。磁気抵抗型センサに印加される磁界を変化させるため、本発明は、注射装置内にて個々に、又は互いに連結して使用することのできる２つの異なる型式の磁気装置を使用する、すなわち、異なる磁気装置を選択的に又は同時に提供することができる。それら双方の場合、センサにおける磁界の変化は、原理上、注射装置内の対向する要素の動きにより、すなわち、磁気装置とセンサとが協働することにより生成される。

本発明に従い、第一の型式の磁気装置は、磁化可能であり且つ、所定の表面輪郭外形を示す少なくとも１つの第二の要素と共に、第一の要素における永久磁石により形成される。この永久磁石は、例えば、簡単な双極磁石である。永久磁石は、第一の要素と第二の要素との間、特に好ましくは、センサと第二の要素との間に配置されることが好ましい。常磁性材料、すなわち、本発明の意味にて磁化可能な材料として、１以上の磁化率を有する材料を使用することが有益である。特に好ましくは、強磁性材料は実質的に１以上の磁化率を有するため、本発明は、例えば、鉄、コバルト、ニッケル又はガドリニウムのような強磁性材料を使用するものとする。第一の要素に永久磁石が存在することは、永久磁石の磁界の方向、すなわち材料が磁化される方向に向けて第二の要素の強磁性材料の双極子モーメントを整合させることになる。

第一の要素に配置されたセンサに作用する有効磁界は、永久磁石の磁界と、強磁性の第二の要素の磁界とから成っている。強磁性の第二の要素の磁化、すなわち有効磁界に対するその効果は、第二の要素の表面と永久磁石との間の距離に依存する。磁界に変化を生じさせ、このため、センサにおける抵抗に変化を生じさせるため、第二の要素は、本発明に従い、周期的に交番的に変化する２つの異なる高さレベルから成ることが好ましい所定の表面輪郭外形にて形成される。所定の表面輪郭外形は、例えば、第二の要素の表面における段部又は歯により形成することができる。第二の要素の所定の表面輪郭外形は、センサ及び第一の要素の磁石に対向する位置に配置される。第一の要素と第二の要素とが互いに対して動くとき、センサ又は永久磁石と強磁性の第二の要素の表面との間における距離は周期的に変化し、このため、センサに作用する有効磁界も同様に周期的に変化する。一方、この磁界の変化は、センサの抵抗に変化を生じさせ、このことを測定し且つ、測定信号として出力することができる。表面輪郭外形の異なる高さレベル間の距離は、抵抗の所望の変化に従って選ぶことができ、この場合、例えば、抵抗の変化周期は、移動した経路長さの単位として規定することができる。動く間、移動した全経路距離は、センサが記録した完全な又は開始経路長さ単位を合計することにより決定することができる。このため、投薬量が完全に又は部分的にのみ送り出されたかどうか、すなわち投与経路の全体を移動したかどうかを確定することが可能である。

本発明に従い、所望の形状による所定の表面輪郭外形を示す要素として、注射装置を何らかの方法で作動させるのに必要な要素を使用することが特に必要である。このため、装置内に磁気装置のようなその他の装置を収容したり測定のための既存の要素を変更する必要はない。例えば、投与手段の歯付きロッド又は投薬手段の歯車を使用することができる。次に、センサを歯付きロッド又は歯車と対向する適宜な要素に配置することができる。

本発明の第二の型式の磁気装置は、多数の交番的に配置された磁極領域から成り且つ、第二の要素に配置された少なくとも１つの永久磁石により形成される。その結果、ベクトル的な正弦波状磁界となる。磁極領域の距離及び寸法は、変更可能である。このようにして、磁界の強度及び軌跡に、従って、センサ出力信号の強さに影響を与えることが可能である。これらの永久磁石は、磁気片又はリングとして形成されることが好ましい。磁気片又はリングは、第二の要素に取り付けられ、該磁気片又はリングは第一の要素におけるセンサに対向し、この場合、センサと磁気片又はリングとの間の距離は、生成された磁界が測定可能なセンサの抵抗を変化させるよう選ばれる。しかし、磁気抵抗型センサを使用することにより、この距離は広範囲に亙って変化させ、数ｍｍまで測定することができる。この型式の磁気装置により、第二の要素は、永久磁石の磁界を実質的に制限しない任意の材料から成るものとすることができる。

例えば、投薬量を設定するとき又は製剤を投与するような場合、注射装置の２つの要素が互いに動くならば、センサは、磁界における正弦波状振動を抵抗の変化として記録し、この場合、磁界の最大値と最小値との間の距離は、例えば、移動した経路長さ単位に相応する。測定した経路長さ値を合計することにより、移動した経路距離を決定することが可能である。

このように、上述したように、互いに動いた投与装置の要素間の位置を接触せずに測定する本発明に従った方法において、第一の要素が第二の要素に対して動いたとき、一方にて第一の要素に配置された永久磁石の磁界を変化させることにより、また、要素が互いに対して動いたとき、永久磁石と磁化可能な少なくとも１つの第二の要素の表面との間の距離を変化させることにより、測定可能な抵抗の変化を磁気抵抗型センサにて発生させることができる。他方、移動方向に向けて交番的に配置された多数の異なる磁極領域から成る少なくとも１つの第二の要素における少なくとも１つの永久磁石により、磁界の変化を発生させることができる。センサにおける抵抗の変化を生成させる双方の方法は、当該方法にて個々に又は共に使用することができる。上述したように、動く間に移動した経路距離は、抵抗の変化に基づいて検出される。互いに対する可動要素の位置を確認するため、移動した経路距離を投与装置の基準位置と相関させる。この目的のため、センサの出力測定信号は、例えば、マイクロプロセッサに出力することができ、該マイクロプロセッサは、記憶装置から基準位置の値を検索し且つ、新たな位置を決定する。要素が互いに動き始める前の当初の位置は、例えば、基準位置として作用する。勿論、投与装置において、本発明に従い、磁気抵抗型センサと磁気装置とから成る多数の測定装置を提供し、装置の多数の異なる設定値を決定し又は個々の測定信号を共に処理することが可能である。本発明に従い投与装置の機械的手段の可動要素の位置を決定することにより、例えば、投与すべき流体製剤の投薬量設定値を決定し、又は、投与する間に移動した経路長さを決定することが可能である。従って、特定の状況にて選んだ予め設定した投薬量と相違するであろう、実際に投与された投薬量を検出することができる。このように、ある投薬量が完全に又は部分的にのみ投与されたかどうかを確定することが可能である。

本発明の助けにより、別個の設定位置により、注射装置のような、投与装置の設定値を表示することも可能である。別個の設定位置は、例えば、磁気抵抗型センサの抵抗の変化周期により、又はある経路長さ値の全倍数から成る移動した経路距離により決定された位置により、提供される。次に、上述したように、本発明に従った磁気装置により、また、要素の互いに対する動きにより、周期的な抵抗の変化を生成させ、この場合、例えば、周期的に交番的に変化する高さレベルと相違する少なくとも１つの基準高さレベルから成る表面輪郭外形により、又は、磁気片又はリングに対し異なる磁極領域に加えて基準極領域を提供することにより、基準測定点を提供することが可能であり、上記基準極領域は、例えば、その磁化強度の点にて磁極領域と相違する。かかる基準点を使用することにより、センサにおける周期的な抵抗の変化は、例えば、開始点又は終了点のような、注射装置の特定の設定値を規定することのできる特に明確な振幅を示す。

本発明に従った注射ペンの形態をした注射装置の１つの実施の形態において、摺動要素及び回転要素の双方に対向して、センサが第一の固定要素に設けられる。該センサは、投与手段の歯付きロッドと、投薬手段の歯車とに対向して配置され、注射ペンの投薬量設定値と投与量設定値の双方を１つの磁気抵抗型センサのみを使用して決定することができる。この実施の形態において、注射ペンの設定値を決定するため、本発明に従った測定手段に対し必要とされる構成要素は特に少数である。

その場合、投薬手段の別個の回転位置が利用され、このため、別個の各投薬設定値に対し、歯列は歯付きロッドに沿ってセンサに対向する。投薬手段がかかる回転位置をとるならば、投薬量設定量が投与されるとき、歯付きロッドが移動した経路長さを測定することができる。この場合、本発明による測定手段は、歯付きロッドが実際に移動した経路、従って、実際に送り出された製剤の量を測定可能であることは特に有益なことである。投薬量設定量に対し、完全な投薬経路長さを上回らないならば、このことは不足投薬量となる可能性がある。かかる不足投薬量は、本発明に従って設定値を測定することにより記録し且つ、ユーザに報告することができる。

本発明の第二の型式に従った磁気装置を使用して要素の互いに対する回転動作及び長手方向への動きを測定することが可能である。磁気片又はリングの形態をした多数の永久磁石が第二の要素に配置されるならば、これらの磁気片又はリングは、同様に、長手方向又は回転可能な位置の別個の設定位置に設け、この別個の位置に先立って、これらの磁気片又はリングに沿った別の動きを測定することもできる。

また、動いた要素の動作次元内にて動く方向を検出すること、すなわち、要素がこの次元にて前方又は後方に動くかどうかを検出することが本発明に従って可能である。この目的のため、磁気片又はリングの磁界又は所定の表面輪郭外形又は抵抗の変化の特徴的な周期性を提示することができる。例えば、抵抗の変化軌跡が１つの急峻部分と、平坦な側部とを有する最大値を示すならば、一連の急峻部分と平坦な側部とから移動方向を決定することができる。また、異なる高さを有する最大値が形成される磁界の助けを受けて方向を確認することも可能である。また、移動方向を測定するため、２つの異なるセンサを提供し、該センサの測定信号を互いに処理し、この場合、それらの抵抗の変化を移動方向に従って互いに相関させる。また、２つのセンサを使用することにより、１つの要素が長手方向に沿って又はその周りにて動くか又は注射装置の長手方向軸線に対して半径方向に動くかどうかを確定することも可能である。

最後に、本発明を使用して、注射装置の長手方向軸線の半径方向に向けて動く要素の位置を決定することが可能である。例えば、注射装置の係止手段の位置を測定することが可能である。この場合、投与装置の歯付きロッドが係止位置に到達する迄、投薬量設定値に従って完全に前進したかどうかを確定することが可能である。この目的のため、磁気抵抗型センサは、例えば、ケーシングに固定された第一の要素に取り付けられ、また、第二の要素と対向し、このため、第二の要素は、注射装置の長手方向軸線に対して半径方向にセンサに向けて且つ、センサから離れるように動くことができる。センサを第二の要素の表面に沿って案内する必要はない。かかる第二の要素は、例えば、係止要素とすることができ、該係止要素は、第一の半径方向位置にて注射装置を非係止状態にし、また、第二の半径方向位置にて注射装置を係止する。係止解除要素は、強磁性材料で出来ていることが好ましい。係止手段がセンサに対して半径方向に動くとき、センサと係止要素の表面との間の距離は変化する。上述したように、このことは、センサに配置された永久磁石の磁界を変化させ且つ、センサの抵抗を変化させ、この変化から、係止解除要素の位置を確認することができる。当該出願人は、本発明のこの実施の形態に対して独立的な特許を請求する権利を留保する。当該出願人は、また、「光走査機能を備える流体製剤を投与する装置（Ｄｅｖｉｃｅ ｆｏｒ Ａｄｍｉｎｉｓｔｅｒｉｎｇ ａ Ｆｌｕｉｄ Ｐｒｏｃｕｃｔ Ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ）」という名称の並行的な特許出願に記載されたように、注射装置又は注入装置のようなものを注射装置の特徴と組み合わせる権利も留保する。

本発明に従った磁気抵抗型センサ及び本発明に従った磁気装置を使用することは、上述した高信頼性で且つ正確な測定を行なわずに、投与装置用の測定手段を製造する多岐に亙る方法を切り開くものである。特に、測定装置の利用可能な構成要素を使用し且つ、測定に特に適した投与装置内の１箇所に磁気抵抗型センサを配置することが可能である。引用した選択肢は、本発明の範囲を制限することを目的とするものではない。

好ましい実施の形態の詳細な説明

本発明に従った投与装置の一例としての実施の形態について、図面に基づいてより詳細に説明する。
図１には、投薬手段及び投与手段の実質的な部分を備える注射装置の後方領域が示されている。個々の要素はケーシング１内に収容されている。第一の磁気抵抗型センサ２は、注射装置内にてケーシング１に固定状態に接続されており、このため、ケーシング１は、本発明の意味における第一の要素を表わす。磁気抵抗型センサ２は、スリーブ３に対向する位置に配置されており、該スリーブは、注射装置の長手方向軸線の周りにて回転させ且つ、長手方向軸線に沿ってケーシング１に対し摺動させることができる。本発明に従って、スリーブ３は、第一の要素に対し動かすことのできる第二の要素を表わし、この場合、スリーブ３は、投与すべき製剤の投薬量を設定する投薬手段の回転要素として、及び製剤リザーバ（図示せず）内にてピストンを前進させる摺動要素として共に作用する。製剤を投与するためには、最初にスリーブを所望の投薬量に従って注射装置から突き出すその端部４にて回転させ、次に、端部４を注射装置内に押し込むことにより、前進させる。

遮光体５は、同様に、スリーブ３と対向する位置に配置される。遮光体５は、磁気抵抗型センサ２と共に、スリーブ３の移動方向、すなわちスリーブがケーシング１に対し周方向に動いているか又は長手方向に動いているかどうかを決定する作用を果たす。エネルギ節約型として形成されることが好ましい従来の構成要素を遮光体５として使用することができる。移動方向を確定する別の方法は、例えば、リード接点、機械式スイッチ等のような、スイッチを配置することである。

第二の磁気抵抗型センサ６は、同様にケーシング１に固定状態に接続されている。第二のセンサ６は、注射装置の係止手段の可動要素７に対向する位置に配置されている。係止手段の可動要素７は、その非係止状態にあるとき、摺動要素が前進するのを可能にし、また、その係止状態にあるとき、かかる動きを阻止する再設定リングにより提供される。この目的のため、再設定リング７は、注射装置の長手方向軸線に対し半径方向に変移させ且つ、スリーブ３の溝８と係合し係止することができる。このため、再設定リング７は、本発明の意味にて第二の要素を形成する。

例えば、フィリップス（Ｐｈｉｌｉｐｓ）のＫＭＩ１５／Ｘシリーズからのセンサを磁気抵抗型センサとして使用することができる。勿論、本発明に対しその他の製造メーカからの磁気抵抗型センサを使用することも可能である。第一の磁気抵抗型センサ２、第二の磁気抵抗型センサ６及び遮光体５は、センサ２、６及び遮光体５から信号を収集し且つ処理するマイクロプロセッサに接続される。該マイクロプロセッサは、同様に、センサ付近にて注射装置のケーシング１内に固定される。センサ及びマイクロプロセッサは共通の密閉構成要素として形成する必要はない。このことは、測定に特に適した箇所にてセンサを注射装置内に配置することを可能にする。

図２ａには、所定の表面輪郭外形１４を示すスリーブ３に沿った断面図が示されている。表面輪郭外形１４は、スリーブ３にて歯車１０により形成される。表面輪郭外形の歯は、特定の投薬量設定値に相応するスリーブ３の別個の回転位置を画成する。スリーブ３の特定的な別個の回転可能な位置に従い、磁気片は、注射装置の長手方向に向けてスリーブ３の表面に沿って歯車に隣接する位置に配置され、上記磁気片は、交番的に配置された異なる極の磁極領域（図面に図示せず）を多数、備えている。

スリーブ３が別個の回転可能な位置の１つをとり、次に、前進方向に向けて注射装置内に前進するならば、この回転可能な位置に相応する磁気片は、センサに沿って変移し、このため、センサは、回転可能な位置に従い変移の経路距離を測定することもできる。別個の設定位置は、磁気片における異なる磁極領域の間の距離に従い長手方向に決定することもできる。スリーブ３が前進方向に向けて動くと直ちに、遮光体５は、例えば、溝８が前進の開始位置に摺動することにより、この長手方向への動きを記録することができる。

第一の磁気抵抗型センサ２は、歯車１０の上方に配置されている。永久磁石１１は、磁気抵抗型センサ２の上方に配置されている。このため、永久磁石１１は、第一の要素、すなわちケーシング１にも固定されている。永久磁石１１は、それ自体、歯車１０の方向に向けて図面に矢印で示した不変の磁界を発生させる。歯車１０は、磁化可能な材料、好ましくは、例えば、鉄、ニッケル、コバルト又は磁化率μ＞＞１のこれらの合金のような強磁性材料にて製造される。歯車１０の表面輪郭外形１４は、等距離に配置され且つ、一側部の急峻な半径方向側面と、反対側部の平坦に傾斜する側面とを呈する多数の歯から成っている。この結果、歯の間における第一の高さレベルと、歯の先端における第二の高さレベルとを示す表面輪郭外形１４となる。このため、歯車１０がスリーブ３によってセンサを経て回転すると、歯車１０の表面とセンサ２との間の距離は、これら２つの高さレベルに従って周期的に変化する。磁石１１の磁界は表面とセンサとの間の異なる距離のとき異なる程度に偏向し、このため、センサに作用する有効磁界に影響を与え、このため、センサ２における抵抗が変化する。１つの急峻な側面と、１つの平坦な側面とを示す歯車１０の歯は非対称の形状であるため、歯車１０、従ってスリーブ３の回転方向を決定することも可能である。回転方向を決定することにより、例えば、投薬手段を後方に動かすことにより投薬量の調節を識別し且つ、正確に行うことができる。 図２ｂには、スリーブ３の１つの代替的な実施の形態が示されている。センサ２に対向するスリーブ３の周面には、交番的に配置された異なる多数の磁極領域、すなわちＮ、Ｓで表示した北極領域及び南極領域を備える永久磁氣リング１２が設けられている。注射装置のこの実施の形態において、永久磁石１１は不要である。かかる磁氣リング１２は、製造後、スリーブに取り付けることができる。スリーブ３が回転するとき、磁氣リングの交番的極は、センサ２に正弦波状磁界を発生させ、従って、センサ２における抵抗を変化させる。磁極領域ＮとＳとの間の距離は、センサの解像能力に従って選ぶことができる。従来から利用可能な磁気抵抗型センサは、短い経路長さ又は短いラジアンでさえも測定可能である十分に短い距離を可能にする。このため、注射装置の設定値を極めて正確に測定することが可能である。全体としてセンサにより測定可能であろう距離よりも長い別個の設定位置に従って、磁極領域Ｎ、Ｓの間の距離を選ぶことも等しく可能である。

図３ａには、係止解除位置における本発明に従った注射装置の係止手段の断面図が示されている。再設定リング７の表面は、第一の距離にてセンサ６に対向する位置に配置されている。永久磁石１１は、磁気抵抗型センサ６の上方に配置され且つ、再設定リング７の方向に向けて表示した矢印に従って磁界を発生させる。スリーブ３の前進動作の終了時、再設定リング７は、偏倚ばね１３からのばね力により溝８内に押し込まれる。このことは、再設定リング７の表面とセンサ６との間の距離を第一の距離からより長い第二の距離に変化させる。この再設定リング７とセンサ６との間の距離の変化は、センサ６に作用する有効磁界１５の磁力線軌跡も変化させ、従って、図３ｂに示すように、磁界ベクトルにより、センサ６内の抵抗も変化させる。次に、注射装置の係止手段の係止位置を測定することができる。要素が互いに動くことによってのみ、第一の要素と第二の要素との間の距離が変化するから、再設定リング７の表面における表面輪郭外形は特定のものとする必要ない。

図示したセンサ及び動いた要素の配置に従い、投与装置内における多数の動作軌跡の変化を測定し、これにより、装置の設定値を決定することができる。このため、図示した配置は単に一例にしか過ぎず、本発明の範囲を制限することを意図するものではないことが理解される。

本発明に従った注射装置の後部領域の長手方向断面図である。 ２ａは、本発明に従った回転要素の断面図である。２ｂは、本発明に従った回転要素の別の断面図である。 ３ａは、本発明に従った注射装置の係止手段の断面図である。３ｂは、本発明に従った注射装置の係止装置の別の断面図である。

符号の説明

１ ケーシング
２ 第一の磁気抵抗型センサ
３ スリーブ
４ スリーブの端部
５ 遮光体
６ 第二の磁気抵抗型センサ
７ 再設定リング
８ 溝
９
１０ 歯車
１１ 永久磁石
１２ 永久磁気リング
１３ ばね
１４ 表面輪郭外形
１５ 磁界曲線
Ｎ 陽磁極領域
Ｓ 陰磁極領域

Claims (22)

1. 互いに動くことのできる投与装置の要素（１；３）間の位置を接触せずに測定する測定手段を備える、流体製剤を投与する装置において、前記測定手段は、
   ａ）第一の要素（１）に固定され、また、該第一の要素（１）に対して動かすことのできる第二の要素（３）に対向して配置された少なくとも１つの磁気抵抗型センサ（２；６）と、
   ｂ）磁気装置であって、
   第一の要素と、磁化可能であり且つ、所定の表面輪郭外形（１４）を示す少なくとも１つの第二の要素（３）とにおける永久磁石（１１）と、
   交番的に配置された多数の異なる磁極領域（Ｎ、Ｓ）と、少なくとも１つの第二の要素（３）とから成る少なくとも１つの永久磁石（１２）とから選択的に又は同時に形成される前記磁気装置と、を備える、流体製剤を投与する装置。
2. 請求項１に記載の流体製剤を投与する装置において、第一の要素（１）における永久磁石（１１）は棒磁石である、流体製剤を投与する装置。
3. 請求項１又は２に記載の流体製剤を投与する装置において、第一の要素（１）における永久磁石（１１）は、磁気抵抗型センサ（２；６）上に配置される、流体製剤を投与する装置。
4. 請求項１ないし３の何れか１つの項に記載の流体製剤を投与する装置において、磁化可能である第二の要素（３）は強磁性である、流体製剤を投与する装置。
5. 請求項１ないし４の何れか１つの項に記載の流体製剤を投与する装置において、磁化可能である第二の要素（３）の表面輪郭外形（１４）は、周期的に交番的に変化する少なくとも２つの高さレベルを有する、流体製剤を投与する装置。
6. 請求項５に記載の流体製剤を投与する装置において、表面輪郭外形（１４）は、周期的に交番的に変化する高さレベルと相違する少なくとも１つの基準高さレベルを備える、流体製剤を投与する装置。
7. 請求項１ないし６の何れか１つの項に記載の流体製剤を投与する装置において、第二の要素（３）における永久磁石（１２）は、磁気片又はリングである、流体製剤を投与する装置。
8. 請求項１ないし７の何れか１つの項に記載の流体製剤を投与する装置において、基準極領域としての第二の要素（３）における永久磁石（１２）の少なくとも１つの磁極領域は、多数の異なる磁極片領域（Ｎ、Ｓ）と相違する、流体製剤を投与する装置。
9. 請求項１ないし８の何れか１つの項に記載の流体製剤を投与する装置において、１つの要素は、別の要素（１）に対して投与装置の長手方向に向けて変位可能な摺動要素（３）である、流体製剤を投与する装置。
10. 請求項１ないし９の何れか１つの項に記載の流体製剤を投与する装置において、１つの要素は、別の要素（１）に対して投与装置の長手方向軸線の周りで回転可能な回転要素（３）である、流体製剤を投与する装置。
11. 請求項１ないし１０の何れか１つの項に記載の流体製剤を投与する装置において、第一の要素は、装置のケーシング（１）により形成され又はケーシング（１）に対して固定される、流体製剤を投与する装置。
12. 請求項１ないし１１の何れか１つの項に記載の流体製剤を投与する装置において、磁気抵抗型センサ（２；６）は、摺動要素と回転要素との双方に対向する、流体製剤を投与する装置。
13. 請求項１ないし１２の何れか１つの項に記載の流体製剤を投与する装置において、別個の設定位置は、交番的に配置された磁極領域（Ｎ、Ｓ）に従い、又は、所定の表面輪郭外形に従って決定される、流体製剤を投与する装置。
14. 請求項１ないし１３の何れか１つの項に記載の流体製剤を投与する装置において、回転要素の別個の回転要素に相応する周方向位置にて摺動要素の外周に長手方向軸線に沿って多数の磁気片が設けられる、流体製剤を投与する装置。
15. 互いに動くことのできる装置であって、少なくとも１つの第二の要素（３）に対向して第一の要素（１）に配置された少なくとも１つの磁気抵抗型センサ（２；６）を備える、前記流体製剤を投与する装置における要素（１；３）間の位置を接触せずに測定する方法において、
    ａ）要素（１；３）が互いに動いたとき、
    第一の要素（１）に配置された永久磁石（１１）の磁界を変化させることにより、該要素（１；３）が互いに対して動いたとき、永久磁石（１１）と磁化可能な少なくとも１つの第二の要素（３）の表面との間の距離を変化させることにより且つ（又は）、
    移動方向に向けて交番的に配置された多数の異なる磁極領域（Ｎ、Ｓ）から成る、少なくとも１つの第二の要素（３）における少なくとも１つの永久磁石（１２）により、
    測定可能な抵抗の変化を磁気抵抗型センサ（２；６）にて発生させることができ、
    ｂ）動く間に移動した経路距離は、抵抗の変化に基づいて検出され、
    ｃ）第一の要素及び少なくとも１つの第二の要素（１；３）の互いに対する位置を確認するため、移動した経路距離を基準位置と相関させる、測定方法。
16. 請求項１５に記載の方法において、第二の要素（３）の表面と永久磁石（１１）との間の距離は、要素（１；３）が互いに動くとき、所定の表面輪郭外形に基づいて変化する、方法。
17. 請求項１５又は１６に記載の方法において、長手方向軸線に沿って及び（又は）長手方向軸線の周りにて及び（又は）投与装置の長手方向軸線に対して半径方向への動いた要素の移動方向が検出される、方法。
18. 請求項１５ないし１７の何れか１つの項に記載の方法において、第一の要素（１）は、投与装置のケーシング（１）により又はケーシング（１）に対して固定された要素により形成され、長手方向軸線の長手方向への摺動要素の動き及び（又は）投与装置の長手方向軸線の周りの回転要素の回転動作が検出される、方法。
19. 請求項１５ないし１８の何れか１つの項に記載の方法において、磁化可能である第二の要素（３）は、強磁性であり且つ、要素（１；３）の互いに対する動きにより磁化される、方法。
20. 請求項１５ないし１９の何れか１つの項に記載の方法において、別個の設定位置が確認される、方法。
21. 請求項１５ないし２０の何れか１つの項に記載の方法において、投薬手段の別個の回転位置を測定した後、磁気抵抗型センサ（２；６）は、別個の回転位置以前における投与手段の長手方向位置を測定する、方法。
22. 請求項１５ないし２１の何れか１つの項に記載の方法において、係止手段の位置が測定される、方法。
    

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