JP2016506764A - ねじ山に低摩擦用量エンコーダ機構を備えたペン型薬物注射デバイス - Google Patents

Abstract

ペン型薬物注射デバイスが、スリーブ（４０６）内で同心的に位置する本体構成要素（４０８）を含み、本体構成要素およびスリーブの両方は係合するねじ山形状（４３２、４３６）を含み、それによって、スリーブねじ山形状（４３６）の係合面が本体構成要素ねじ山形状（４３２）の係合面に対抗する力によってスリーブねじ山形状の係合面が本体構成要素ねじ山形状の係合面を越えて滑ることによって、本体構成要素およびスリーブが互いに対して軸方向で動いたとき、本体構成要素がスリーブ内で回転する。本体構成要素およびスリーブのうち一方が第１の部材を構築し、本体構成要素およびスリーブのうち他方が第２の部材を構築する。導電性トラックパターン（３００）は第１の部材のねじ山形状上に形成され、本体構成要素がスリーブ内で回転すると導電性トラックパターンに接触するように、複数の接点（２１２）が第２の部材上に形成され、軸方向運動に対する追加の抵抗が比較的少ない状態で、導電性トラックパターンを検出することによって、スリーブおよび本体構成要素の相対位置−したがって用量の決定を可能にする。

Description

本発明は、薬物送達デバイスに関する。

ペン型薬物送達デバイスには、正式な医学的訓練を受けていない人による定期的な注射が行われる場合の用途がある。これは、自己治療によって自身の糖尿病を効果的に管理できるようになるような、糖尿病患者の間でますます一般的になっている。

良好なまたは完全な血糖管理のためには、達成すべき血糖値にしたがって個人ごとにインスリンまたはインスリングラルギンの用量を調節しなければならない。本発明は、注射器、例えば携帯型注射器、特にペン型注射器に関し、即ち、複数回用量カートリッジから医薬品を注射することによって投与する種類の注射器に関する。特に、本発明は、ユーザが用量を設定してもよいような注射器に関する。

インスリンの自己投与を行うユーザは、一般に、１〜８０国際単位を投与する必要があろう。

本発明の第１の態様は、薬物送達デバイスを提供し、薬物送達デバイスは：
スリーブ内で同心的に位置する本体構成要素を含み、本体構成要素は本体構成要素ねじ山形状を含み、スリーブは本体構成要素ねじ山形状と係合するスリーブねじ山形状を含み、それによって、スリーブねじ山形状の係合面が本体構成要素ねじ山形状の係合面に対抗する力によってスリーブねじ山形状の係合面が本体構成要素ねじ山形状の係合面を越えて滑ることによって、本体構成要素およびスリーブ構成要素が互いに対して軸方向で動いたとき、本体構成要素がスリーブ内で回転し、
本体構成要素およびスリーブのうち一方が第１の部材を構築し、本体構成要素およびスリーブのうち他方が第２の部材を構築し、
導電性トラックパターンが第１の部材のねじ山形状上に形成され、本体構成要素がスリーブ内で回転すると導電性トラックパターンに接触するように、複数の接点が第２の部材上に形成される。

そのように構築された装置により、導電性トラックおよび接点が存在しない対応する配置と比較して、スリーブに対する本体構成要素の軸方向運動に対する追加の抵抗が全くないか、または比較的少ない状態で、導電性トラックパターンを検出することによって、スリーブおよび本体構成要素の相対位置の決定を可能にすることができる。

導電性トラックパターンは：
第１の部材上を螺旋方向に延び、本体構成要素がスリーブ内で回転したときに、第２の部材上に形成された複数の接点と直接接触しない連続部分と、
第１の部材上を螺旋方向に延び、導電性トラックパターンの連続部分に連結され、本体構成要素がスリーブ内で回転すると第２の部材上に形成された複数の接点と直接接触する、不連続部分とを含んでもよい。

連続部分により、電気回路に不連続部分の導電性部分を提供することができる。

導電性トラックパターンの不連続部分は、第１の部材のねじ山構成要素の係合面上に設けられてもよく、導電性トラックパターンの連続部分は、第１の部材のねじ山構成要素の非係合面上に設けられる。例えば、不連続部材の場合、上面ではなく側面に設けられてもよい。

第１および第２の導電性トラックパターンは、第１の部材のねじ山形状上に形成されてもよく、複数の接点は、本体構成要素がスリーブ内で回転したときに第１および第２の導電性トラックパターンに接触するように、第２の部材上に形成される。

あるいは、導電性トラックパターンは単一の導電性トラックパターンから成ってもよい。

スリーブねじ山形状は、異なる条数のねじ山のうち第１および第２のものの一部を形成してもよく、スリーブねじ山形状および本体構成要素ねじ山形状は、異なる条数のねじ山のうち第１および第２のものの一部を形成する。

第１の部材の各ねじ山のねじ山形状は導電性トラックパターンを含んでもよく、第２の部材の各ねじ山のねじ山形状は、それぞれの複数の接点を含む。

本体構成要素は第１の部材を構築してもよく、スリーブは第２の部材を構築してもよい。

あるいは、スリーブは第１の部材を構築してもよく、本体構成要素は第２の部材を構築してもよい。

複数の接点はそれぞればね荷重されてもよく、それによって、スリーブねじ山形状と本体構成要素ねじ山形状との間に予荷重力が提供される。これにより、予荷重力のすべてまたは一部をねじ山形状から、スリーブおよび本体構成要素が互いに対して動く際にそれらの間に加えられる長手方向力へと移行させることができる。

薬物送達デバイスは、電気接点それぞれから電気信号を受けて解釈して、ハウジングに対する円筒状部材の位置を判断するように構成された、プロセッサをさらに含んでもよい。

以下、単なる例として、添付図面を参照して実施形態について記載する。

本発明を実施するのに適した薬物送達デバイス１００を示す外観図である。 図１の薬物送達デバイス１００に存在する電子構成要素の一部を示す概略図である。 本発明と共に使用するのに適した薬物送達デバイス１００の用量設定機構４００を示す図である。 図３の用量設定機構４００の詳細を示す図である。 図３に「Ａ」で示された領域を示す拡大図である。 図３〜５の用量設定機構４００の一部を形成するドライバの詳細を示す分解組立図である。 本発明の第１の実施形態の一部を形成する内側ハウジングを示す斜視図である。 図７の内側ハウジングの一部を示す詳細図である。 第１の実施形態の一部を形成する回転可能なスリーブを示す斜視図である。 図９の回転可能なスリーブの一部を示す断面図である。 図９の回転可能なスリーブの端面図である。 図７および図８の内側ハウジング上にインストールされた図９〜１１の回転可能なスリーブを示す斜視図である。 回転可能なスリーブをワイヤフレームで示した、図１２に示される装置の一部を示す詳細側面図である。 第１の実施形態に含まれる電気回路を示す概略図である。 第１の実施形態の一部を形成する接点を示す概略図である。 用量ダイヤル動作における図１５ａの接点を示す図である。 第２の実施形態で使用される内側ハウジングを示す図である。 図１６の内側ハウジング上に存在するコード、およびコード上の接点の異なる位置における出力を示す図である。 図１６の内側ハウジングが第２の実施形態で使用されるときに存在する電気回路を示す概略図である。 本発明の第３の実施形態で使用されるコードを示す概略図である。 本発明の第３の実施形態による回転可能なスリーブを部分的なワイヤフレームで示す側面図である。 図２０の回転可能なスリーブをある程度示す詳細図である。 第３の実施形態の一部を形成し、かつ図２１および図２１の回転可能なスリーブと共に使用される、内側ハウジングを示す側面図である。 接点およびねじ山形状を示す図２２の内側ハウジングの一部を示す詳細図である。 図２２および図２３の内側ハウジング上にインストールされた、図２０および図２１の回転可能なスリーブをワイヤフレームで示す側面図である。 ダイヤル設定モードのときの図２４の装置をある程度示す詳細図である。 図２５ａに示される装置の同じ部分であって、ただし用量送達モードのときの装置を示す代替図である。 第３の実施形態の変形例の一部を形成し、かつ接点位置および接点からの出力を示す、コードを示す概略図である。

最初に図１を参照すると、本発明の実施形態による薬物送達デバイス１００の外観図が示される。図１に示されるデバイス１００は、インスリンなどの薬剤を設定し送達するための、細長い円筒形状を有するペン型注射デバイスである。デバイス１００は、第１のハウジング部材１０４および第２のハウジング部材１０６を有するハウジング１０２を含む。回転可能なダイヤル１０８は、第１のハウジング部材１０４の第１の端部（または近位端）に位置する。回転可能なダイヤル１０８は、第１のハウジング部材１０４とほぼ同じ外径を有する。第２のハウジング部材１０６は、第１のハウジング部材１０４の第２の端部に取外し可能に連結されてもよい。第２のハウジング部材１０６は、針（図示なし）または類似の薬物送達装置が取り付けられるように構成される。これを達成するため、第２のハウジング部材１０６の第２の端部（または遠位端）は、ねじ付き部分１１０を有してもよい。ねじ付き部分１１０は、第２のハウジング部材１０６の残りの部分よりも小さい直径を有してもよい。

ディスプレイ取付具１１２は第１のハウジング部材１０４上に位置する。ディスプレイはディスプレイ取付具１１２上で支持されてもよい。ディスプレイは、ＬＣＤディスプレイ、セグメント化ディスプレイ、または他の任意の適切なタイプのディスプレイであってもよい。ディスプレイ取付具１１２は、第１のハウジング部分１０４の陥凹部（図示なし）を覆ってもよい。図２を参照してさらに詳細に記載する、多数の電子構成要素が、ディスプレイ取付具１１２の下に配設されてもよい。

第１のハウジング部材１０４は薬物用量設定および送達機構を収容する。第２のハウジング部材１０６は薬物カートリッジ（図示なし）を収容する。薬物カートリッジに収容された薬物は、任意の種類の薬剤であってもよく、好ましくは液状であってもよい。第１のハウジング部材１０４の薬物送達機構は、第２のハウジング部材１０６の薬物カートリッジと係合して、薬物の放出を容易にするように構成されてもよい。第２のハウジング部材１０６は、薬物カートリッジを挿入するかまたは使用済みカートリッジを除去するために、第１のハウジング部材１０４から取り外されてもよい。第１および第２ハウジング部材１０４、１０６は、任意の適切な方法で、例えばねじまたはバヨネット式接続を用いて、共に連結されてもよい。第１および第２のハウジング部材１０４、１０６は、薬物カートリッジが薬物送達デバイス１００内に恒久的に収容されるような形で、共に不可逆的に連結されてもよい。さらに、第１および第２のハウジング部材１０４、１０６は、単一のハウジング部材の一部を形成してもよい。

回転可能なダイヤル１０８は、送達予定の薬物用量を設定するために、薬物送達デバイス１００のユーザが手で回転させるように構成される。ダイヤル１０８は、内部スレッディングシステムに連結されてもよく、それによってダイヤル１０８が、第１の方向で回転させるにつれてハウジング１０２から軸方向で変位される。ダイヤル１０８は、両方向で、または第１の方向のみで回転可能であってもよい。デバイス１００は、薬物用量が回転可能なダイヤル１０８の回転によって設定された後で、ユーザがデバイスの近位端に軸方向力を及ぼしたときに、設定された薬物用量を送達するように構成される。回転可能なダイヤル１０８は、設定された薬物用量を送達するために、押し下げなければならない用量送達ボタン（図３の４１６）を支持してもよい。ディスプレイ１１２は、設定および／または送達された薬物用量に関する情報を表示するように構成されてもよい。ディスプレイ１１２は、実時間、最後の使用／注射の時間、残りの電池容量、ダイヤル設定された用量が完全に投薬されていないことを示す１つもしくはそれ以上の警告表示、および／またはその他の追加情報をさらに示してもよい。

次に図２を参照すると、薬物送達デバイス１００の一部を形成する電気回路構成２００の概略図が示される。回路構成２００は、プロセッサ２０２、ＲＯＭ ２０４などの不揮発性メモリ、フラッシュメモリ２０５などの書込み可能な不揮発性メモリ、ＲＡＭ ２０６などの揮発性メモリ、ディスプレイ２１０、接点２１２（接点２１２ａ〜２１２ｉとして後述する）、およびこれらの構成要素それぞれを連結するバス２０８を含む。回路構成２００はまた、さらに詳細に後述するように、電池２１４、または構成要素それぞれに電力を供給する他の何らかの適切な電力源と、スイッチ２１６とを含む。

回路構成２００はデバイス１００と一体であってもよい。あるいは、回路構成２００は、デバイス１００に付着させることができる電子モジュール内に収容されてもよい。それに加えて、回路構成２００は、光または音響センサなどの追加のセンサを含んでもよい。回路構成２００は、可聴警報（図示なし）を含んでもよく、それをプロセッサ２０２が、ダイヤル設定された用量が完全に投薬されていないときに警告音を鳴らすように制御してもよい。

ＲＯＭ ２０４は、ソフトウェアおよび／またはファームウェアを記憶するように構成されてもよい。このソフトウェア／ファームウェアは、プロセッサ２０２の動作を制御してもよい。プロセッサ２０２は、ＲＯＭに記憶されたソフトウェア／ファームウェアを実行して、ディスプレイ２１０の動作を制御するため、ＲＡＭ ２０６を利用する。そのため、プロセッサ２０２はディスプレイドライバも含んでもよい。プロセッサ２０２は、さらに詳細に後述するように、フラッシュメモリ２０５を利用して、ダイヤル設定された決定用量および／または投薬された決定用量を記憶する。

電池２１４は、接点２１２を含む構成要素それぞれに電力を供給してもよい。接点２１２に対する電気の供給はプロセッサ２０２によって制御されてもよい。プロセッサ２０２は、接点２１２から信号を受けてもよく、それによって接点がいつ通電されたかを判断することができ、これらの信号を解釈するように構成される。情報は、ソフトウェア／ファームウェアおよびプロセッサ２０２の動作によって、適切な時にディスプレイ２１０上に提供されてもよい。この情報は、プロセッサ２０２が接点２１２から受けた信号によって決定される測定値を含んでもよい。

後述するように、多数の接点２１２がデバイス１００に存在してもよい。

以下に、第１のハウジング部材１０４内で支持された用量設定および送達機構の動作について、図３〜６を参照してさらに十分に説明する。図３は、薬物送達デバイス１００の用量設定機構４００の断面図である。図４は、用量設定機構４００の一部分の詳細図である。図５は、図３に「Ａ」で示される領域の拡大図を示す。

用量設定機構４００は、外側ハウジング４０４、内側ハウジング４０８、および回転可能なスリーブ４０６を含む。回転可能なスリーブ４０６はスリーブの一例である。内側ハウジング４０８は本体構成要素の一例である。これらの構成要素は同心で配置された中空の円筒である。回転可能なスリーブ４０６は、外側および内側ハウジング４０４、４０８の間に配設される。

内側ハウジング４０８は、内側ハウジング４０８の外表面４３４に沿って設けられた溝４３２を含む。回転可能なスリーブ４０６の内表面４３８上に設けられた溝ガイド４３６は、この溝４３２と回転方向で係合される。

用量ダイヤル把持部４０２は、外側ハウジング４０４の近位端に位置する。用量ダイヤル把持部４０２は、回転可能なスリーブ４０６の近位端の外表面の周りに配設される。用量ダイヤル把持部４０２の外径は、好ましくは外側ハウジング４０４の外径に相当する。用量ダイヤル把持部４０２は回転可能なスリーブ４０６に固定されて、これら２つの構成要素の相対運動が防止される。用量ダイヤル把持部４０２は、回転可能なダイヤル１０８によって図１の外観図に表される。用量ダイヤル把持部４０２は、近位方向でばね付勢を有し、デバイス１００のユーザによって用量ダイヤル把持部４０２に押し込まれるように構成された、用量送達ボタン４１６を支持する。

スピンドル４１４は機構４００内で中心に配設される。スピンドル４１４は、少なくとも１つの螺旋溝を備える。図示される実施形態では、スピンドル４１４は、スピンドルの長さの少なくとも大部分にわたって好ましくは延びる、２つの反対回りの重なり合う溝形状を有する。各溝形状は、多数の巻回全体にわたって事実上連続的である。スピンドルの各溝は、本体部分上またはドライバ上どちらかで非連続的な螺旋溝形状を係合してもよい。本体およびドライバに形成されたどちらかまたは両方の非連続的なねじ山は、一回転未満のねじ山から成ってもよい。スピンドル４１４の第１のねじ山は、内側ハウジング４０８の一部分と連結するように構成される。

用量設定機構４００はまた、ばね４０１と、クラッチ４０５と、第１のドライバ部分４０７および第２のドライバ部分４１２を有するドライバ４０９とを含む。これらのドライバ部分４０７、４１２は、スピンドル４１４の周りを延びる。第１および第２のドライバ部分４０７、４１２は共に、概して円筒状である。クラッチ４０５はドライバ４０９の周りに配設される。第１のドライバ部分４０７は、第１の構成部材４１０および第２の構成部材４１１を含んでもよい。あるいは、第１のドライバ部分４０７は一体構成部材であってもよい。

用量設定機構４００では、ユーザが用量ダイヤル把持部４０２を用いて用量をダイヤル設定するので、金属ばね４０１は、クラッチ４０５と回転可能なスリーブ４０６との間のしっかりした結合、および第１のドライバ部分４０７と第２のドライバ部分４１２との間のしっかりした結合の両方の、しっかりした結合の係合を維持するのに十分な強度であるように選択される。回転可能なスリーブ４０６は、ユーザが用量ダイヤル把持部４０２を回転させると、回転可能なスリーブ４０６も回転するようにして、用量ダイヤル把持部４０２に連結される。回転可能なスリーブ４０６を第１の回転方向で回転させると、内側ハウジング４０８にねじ込み接続されていることにより、近位方向に軸方向で動く。

このねじ込み接続は、回転可能なスリーブ４０６上のねじ山形状４３６、および内側ハウジング４０８上のねじ山形状４３２を含む。これらは図４で最も良く見られる。図４では、回転可能なスリーブ４０６上のねじ山形状４３６が雄（溝ガイド）であり、内側ハウジング４０８上のねじ山形状４３２が雌（溝）であるが、別の方法として、両方のねじ山形状４３２、４３６が雄であってもよく、またはねじ山形状４３６が雌であってもよく、ねじ山形状４３２が雄であってもよい。

薬物送達デバイスが投薬を行っているとき、ユーザは、機構４００の近位端に位置する用量送達ボタン４１６に軸方向負荷を加える。用量送達ボタン４１６は、クラッチ４０５に軸方向で結合され、これによって相対的な軸方向運動を防ぐ。したがって、クラッチ４０５は、カートリッジ端部、または用量設定機構４００の遠位端に向かって、軸方向で動く。この動きによってクラッチ４０５が回転可能なスリーブ４０６から係脱して、ギャップ「ａ」を塞ぎながら相対的に回転させることが可能になる。クラッチ４０５は、クリッカ４２０に対して、即ち内側ハウジング４０８に対して回転しないようにされる。しかしながら、このシナリオでは、第１のドライバ部分４０７と第２のドライバ部分４１２との間の結合もまた、係脱しないようにされる。したがって、用量送達ボタン４１６が軸方向荷重を受けていないとき、スピンドル４１４に対する任意の軸方向荷重のみによって、第１および第２のドライバ部分４０７、４１２が係脱される。したがって、これは投薬中には起こらない。

用量制限器４１８（図４に示される）が第１のドライバ部分４０７上に設けられ、図示される配置ではナットを含む。用量制限器４１８は、第１のドライバ部分４０７の螺旋溝と一致する内部螺旋溝を有する。１つの好ましい配置では、用量制限器４１８の外表面および内側ハウジング４０８の内表面は、スプラインによって共にキー止めされる。これにより、用量制限器４１８とハウジング４０８との間の相対的回転を防止しながら、これら２つの構成要素間の相対的な長手方向運動が可能になる。

図６は、図３〜５に示される第１のドライバ部分４０７および第２のドライバ部分４１２の第１の配置を詳細に示す。図６に示されるように、第２のドライバ部分４１２は概して管状であり、第２のドライバ部分４１２の遠位端にある少なくとも１つの駆動ドッグ４５０を含む。第１のドライバ部分４０７も概して管状であり、第２のドライバ部分４１２上の駆動ドッグ４５０と係合するようにサイズ決めされた複数の陥凹部４５２を含む。駆動ドッグおよび陥凹部の構造によって、第１および第２のドライバ部分が軸方向で共に押されたとき、駆動ドッグ４５０との係脱が可能になる。この構造はまた、これらの構成要素がばねによって離れたときに回転方向の結合を作り出す。

いくつかの実施形態では、第１のドライバ部分４０７は、第２の部分（第２の構成部材）４１１に恒久的にクリップ留めされた第１の部分（第１の構成部材）４１０を含む。この配置では、第２の構成部材４１１は複数の陥凹部４５２を含み、第１の構成部材４１０は、用量制限器４１８のナットに対する外部溝、ならびに内部溝４５４を含む。この内部溝４５４は、スピンドル４１４に連結するのに使用され、用量投与中はスピンドル４１４を駆動する。図示される実施形態では、内部溝４５４は、完全な螺旋溝よりも簡単に製造できる、一部螺旋溝を含む。

内側ハウジング４０８を利用するこの用量設定機構４００の１つの利点は、内側ハウジング４０８を、回転可能なスリーブ４０６の溝ガイド４３６および溝４３２に対する摩擦を最小限に抑えるエンジニアリングプラスチックから作ることができる点である。例えば、１つのかかるエンジニアリングプラスチックはアセタールを含むことができる。しかしながら、当業者であれば、低い摩擦係数を有する他の同等のエンジニアリングプラスチックも使用できることを認識するであろう。かかるエンジニアリングプラスチックを使用することによって、外側ハウジング４０４は正常な動作中に動く構成要素を何ら係合しないので、外側ハウジング４０４の材料を、摩擦に関連する要件なしに美観的または触感的な理由で選ぶことができる。

回転可能なスリーブ４０６と内側ハウジング４０８との間の溝付きの境界面における有効駆動直径（「Ｄ」で表される）は、同じ外側本体の直径に対して特定の既知の薬物送達デバイスに比べて低減される。これにより、効率が改善されると共に、この溝および溝ガイドの連結に関して、薬物送達デバイスがより低いピッチ（「Ｐ」で表される）で機能することが可能になる。換言すれば、ねじ山のねじれ角によって、軸方向で押されたときコード化された部材が回転するか、それとも内側本体にロックするかが決定し、このねじれ角はＰ／Ｄの比に比例する。

薬物送達デバイス１００の外側ハウジング４０４にある陥凹部４４２を、図３で見ることができる。この陥凹部４４２は、上述したプロセッサ２０２、ＲＯＭ ２０４、フラッシュメモリ２０５、ＲＡＭ ２０６、ディスプレイ電子部品、接点２１２、および電池２１４を含む、インサートまたは電子モジュール（図示なし）を受けるように構成されてもよい。あるいは、接点２１２は、外側ハウジング４０４の内表面上の別の位置で支持され、導電路またはワイヤによってプロセッサ２０２および電池２１４にリンクされてもよい。図１に示されるディスプレイ取付具１１２は、インサートの頂部に配設されてもよく、またはインサートと一体であってもよい。ディスプレイ取付具１１２はディスプレイ２１０を支持するように構成される。ディスプレイ２１０は、陥凹部４４２より大きくてもよく、したがって外側ハウジング４０４から突出してもよい。あるいは、ディスプレイ取付具１１２およびディスプレイ２１０は共に、ディスプレイ２１０が外側ハウジング４０４の外表面と面一であるようにして、陥凹部４４２に受け入れられるように構成されてもよい。接点２１２は、さらに詳細に後述するように、回転可能なスリーブ４０６の回転位置を判断するのを容易にするように、回転可能なスリーブ４０６に接触するように構成される。

図３〜６に示される用量設定機構４００は、付着した薬物カートリッジ内の薬剤が放出された後、初期位置に再設定されるように構成される。これにより、新しいカートリッジを挿入し、薬物送達デバイス１００を再使用することが可能になる。この再設定は、スピンドル４１４の遠位端、即ち薬物カートリッジと通常係合し、カートリッジホルダの除去と関連付けられた任意の機構を要しない端部上において、軸方向で押すことによって達成されてもよい。図３および４に示されるように、第１のドライバ部分４０７が第２のドライバ部分４１２に向かって軸方向で押される（即ち、近位方向で押される）と、ドライバ４０９は、用量設定機構４００の残りから切り離される。

スピンドル４１４に対する軸方向力により、スピンドル４１４は、内側ハウジング４０８に対してねじ込み接続されていることによって回転する。スピンドル４１４のこの回転および軸方向運動により、次いで、第１のドライバ部分４０７が第２のドライバ部分４１２に向かって軸方向で動く。これにより、第１のドライバ部分４０７および第２のドライバ部分４１２が最終的に切り離される。

第１のドライバ部分４０７がこのように第２のドライバ部分４１２に向かって軸方向運動することで、特定の利点がもたらされる。例えば、１つの利点は、金属ばね４０１が縮み、したがって図３〜５に示されるギャップ「ａ」を閉じることである。これは次いで、クラッチ４０５がクリッカ４２０から、または回転可能なスリーブ４０６から係脱するのを防ぐ。第２のドライバ部分４１２は、クラッチ４０５にスプライン接続されるので、回転しないようにされる。クリッカ４２０は内側ハウジング４０８にスプライン接続される。したがって、ギャップ「ａ」が低減されるかまたは塞がれると、第２のドライバ部分４１２は、内側ハウジング４０８または回転可能なスリーブ４０６のどちらに対しても回転することができない。結果として、回転可能なスリーブ４０６は内側ハウジング４０４に対して回転することができない。回転可能なスリーブ４０６が回転しないようにされた場合、スピンドル４１４を用量設定機構４００内に後退させ、それによって再設定する際に、力がスピンドル４１４に加わった結果として、回転可能なスリーブ４０６が用量設定機構４００の近位側から押し出されるリスクがなくなる。

内側ハウジング４０８を含む用量設定機構４００の別の利点は、今度は再設定可能および再設定不能の両方の薬物送達デバイスに対応することができる薬物送達デバイスプラットフォームとして、わずかに修正を加えて用量設定機構４００を設計できるという点である。単なる一例として、図３〜図６に示される再設定可能な用量設定機構４００の変形例を再設定不能な薬物送達デバイスに修正するには、第１のドライバ部分４０７および第２のドライバ部分４１２の第１の構成部材４１０および第２の構成部材４１１を１つの単一部材として成形することができる。これにより、薬物送達デバイスの構成要素の合計数が２つ低減される。別の方法として、図３〜６に示される薬物送達デバイスは変更されないままであることができる。かかる使い捨てデバイスでは、第２のハウジング部材１０６は、第１のハウジング部材１０４に固定されるか、あるいは単一個片のボディおよびカートリッジホルダとして作られる。

上述の用量設定機構は、回転可能なスリーブ４０６に対応するのに、また本発明を実施するのに適した、機構の単なる一例である。他の機構も適切であり得ることが当業者には明白となるであろう。

上述のことを考慮して、薬物カートリッジから投薬される用量を選択するため、ユーザは回転可能なダイヤル１０８を捻ることが認識されるであろう。これにより、回転可能なスリーブ４０６が、ハウジング１０２に対して軸方向（長手方向）で回転し並進運動する。回転可能なスリーブ４０６の回転に関する情報を分析することによって、ダイヤル１０８の回転の程度を、したがってダイヤル設定される用量を決定することができる。さらに、ユーザは、用量送達ボタン４１６を押して、用量を薬物カートリッジ内から投薬する。用量送達ボタン４１６を押すことによって、回転可能なスリーブ４０６が軸方向で反対側に回転し動く。したがって、回転可能なスリーブ４０６の回転に関する情報を分析することによって、投薬される用量も決定することができる。

一般的にエンコーダスリーブまたは数字スリーブと呼ばれる、スリーブの回転量を判断する多数の方式が可能である。一部の可能な方式には、スリーブの円筒状外表面上に形成された導電パターンが関与する。ここで、主ハウジングに対して固定位置で取り付けられた電気接点により、スリーブが主ハウジング内で動くにつれて、パターンの異なる部分に接触してもよい。パターンと連結すること（または連結しないこと）によって、接点において提供される信号を検査することによって、主ハウジング内におけるスリーブの位置が決定されるか、または少なくとも推定されてもよい。他の方式では、エンコーダスリーブ上のパターンは光学的に読み取られてもよい。既知の機構および方式の具体的な詳細については、従来技術を参照する。

本発明の実施形態は異なる方式を提案する。要するに、スリーブの円筒状外表面上に形成された導電パターンは使用されない。代わりに、導電パターンが、本体構成要素またはスリーブのねじ山形状の係合面上に形成され、接点が他方の構成要素上に設けられる。そのように構築された装置により、導電性トラックおよび接点が存在しない対応する配置と比較して、スリーブに対する本体構成要素の軸方向運動に対する追加の抵抗が全くないか、または比較的少ない状態で、導電性トラックパターンを検出することによって、スリーブおよび本体構成要素の相対位置の決定を可能にすることができる。スリーブの円筒状外表面上に形成された導電パターンを使用する方式では、反対に、スリーブが内側本体上で回転するにつれて接点が導電パターンの上を滑ることによってもたらされる摩擦力は、スリーブに対する本体構成要素の軸方向運動に対する著しい追加の抵抗を提供することができる。

次に図７および図８を参照して、実施形態の第１の組について記載する。ここで、内側ハウジング４０８は斜視図で示される。図７は、内側ハウジング４０８の全体の図であり、図８は、内側ハウジングの一部の拡大図である。図７および図８の両方において、ねじ山形状４３２が外表面上にはっきり見える。このねじ山形状４３２は二条ねじ山である。

ねじ山形状４３２は３つの主要面を含む。第１の面は、図面中で上方に面し、係合面７１０と呼ぶことができる。係合面７１０の反対側は底面７１４であり、図７および図８ではこれらの図面の図の角度によって見えないが、図１３では見えている。係合面７１０および底面７１４を連結しているのが側面７１２である。側面７１２は、内側ハウジング４０８の主要面とほぼ同心である。係合面７１０および底面７１４は、内側ハウジング４０８の軸に対して垂直であってもよい。あるいは、それらはわずかに傾斜していてもよく、特に、係合面７１０と側面７１２との交点における角度が９０度よりもわずかに大きく、例えば約９５度であるように傾斜していてもよい。それに対応して、係合面７１０と内側ハウジング４０８の主要な外面との交点の角度は、９０度よりもわずかに大きく、例えば９５度であってもよい。同じことが底面７１４の角度に当てはまる。これらのねじ山上にフランク角を有することによる２つの利点がある。第一に、角度が円錐のように作用して、構成要素を同心に保つ助けとなると共に、円筒状の表面などではなく、ねじ山の設計された区画が接触するという点で、機能的である。第二に、構成要素の製造が（例えば、射出成形によって）単純化される点である。

螺旋状トラック３００は、内側ハウジング４０８のねじ山形状４３２上に設けられる。螺旋状トラック３００は多数の構成要素を含む。最初に、連結トラック３０６がねじ山形状４３２の側面７１２上に設けられる。連結トラック３０６は連続的であり、つまり切れ目がない。

螺旋状トラック３００は、内側ハウジング４０８のねじ山形状４３２の係合面７１０上にあるいくつかの特徴を含む。これらは、交互になった導電性セグメント３０２および非導電性セグメント３０４を含む。導電性セグメント３０２は、連結トラック３０６に電気的に結合され、即ちねじ山形状４３２の側面７１２上に位置する。連続した導電性セグメント３０２は非導電性セグメント３０４によって分離される。同様に、連続した非導電性セグメント３０４は導電性セグメント３０２によって分離される。

後述するように、接点２１２が導電性セグメント３０２に機械的に結合されると、接点と連結トラック３０６との間に電気回路が作られる。接点２１２が非導電性セグメント３０４のみに機械的に結合されたとき、接点２１２と連結トラック３０６との間に電気回路は作られない。

接点２１２は、図９〜図１１を参照して後述するように、回転可能なスリーブ４０６の一部を形成する。

これらの図を参照すると、回転可能なスリーブ４０６は、各端部にいくつかの特徴を備えたほぼ環状の構成要素を含むものとして示される。上端部にある特徴は本明細書に関連があるものではないので、説明はしないものとする。

回転可能なスリーブ４０６の最下端にはねじ山形状４３６が設けられる。ねじ山形状４３６は、内側ハウジング４０８上のねじ山構成要素４３２と同じピッチおよび方向を有する、二条ねじ山の区画を含む。ねじ山形状４３６は、図面中では下方に面している係合面７１６を備える。使用の際、回転可能なスリーブ４０６のねじ山形状４３６の係合面７１６は、内側ハウジング４０８のねじ山形状４３２の係合面７１０と係合される。

第１および第２の接点２１２ａおよび２１２ｂは、回転可能なスリーブのねじ山形状４３６の係合面７１６上に形成される。接点２１２ａおよび２１２ｂは二条ねじ山の異なる条の上に形成されるので、使用の際、内側ハウジング４０８の二条ねじ山形状４３２の異なる条と係合する。

接点２１２ａ、２１２ｂは、回転可能なスリーブ４０６のねじ山形状４３６の係合面７１６を構成する、概して規則的な表面から延びる上面が平らな突出部を含む。あるいは、それらは、図１５に示され同図を参照して後述される形状をとってもよい。

導電性トラック２２０は、図１１で最も良く分かるように、接点２１２ａ、２１２ｂの面上で始まり、回転可能なスリーブ４０６のねじ山形状４３６の係合面７１６に沿ってある程度の距離を延び、その後、係合面の外で終わる。

図１２は、内側ハウジング４０８上にインストールされた回転可能なスリーブ４０６を示す。図１２により、回転可能なスリーブ４０６は内側ハウジング４０８よりも大幅に短いので、回転可能なスリーブ４０６が内側ハウジング４０８の底部に載るようにして内側ハウジング４０８上に完全に巻き付けられたときであっても、内側ハウジング４０８の相当な部分が回転可能なスリーブ４０６の頂部から延びることが分かる。

回転可能なスリーブ４０６および内側ハウジング４０８の構成要素が互いと係合されたときの、それらの構成要素の一部の相対位置が図１３に示される。ここで、回転可能なスリーブ４０６のねじ山形状４３６が、内側ハウジング４０８のねじ山形状４３２と緊密に対応することがはっきりと分かる。さらに、導電性セグメント３０２および非導電性セグメント３０４を含む、螺旋状トラック３００の部材上における第１の接点２１２ａの係合が、はっきりと見える。図１３はまた、連結トラック２２０が回転可能なスリーブ４０６の外部から第１の接点２１２ａまでどのように延びるかを示す。

図面には示されないが、内側ハウジング４０８の上のコネクタの端部は、外側ハウジング４０４の孔を通してアクセス可能であり、エンコーダ２０２に電気的に接続されるか、または分離可能なモジュールに対して相互連結する。内側ハウジング４０８は外側ハウジング４０４にも固定されるので、トラックが貫通して、ハウジング上のさらなる相互連結トラックに対して堅く連結し、エンコーダ２０２まで直接通るか、またはインターフェースを介して別個のモジュールまで通ってもよい。

回転可能なスリーブ４０６上の連結トラック２２０は、エンコーダ２０２には連結しないが、２つの接点を互いに連結する。図１３に示されるような左端にあるトラック２２０は、外径を回って他の接点まで走る。これは、図１４において、最下行の連結スリーブ接点２１２ａ、２１２ｂとして表されており、即ちエンコーダ２０２に連結しない。

図１５を参照して後述するように、接点２１２ａおよび２１２ｂはばね荷重される。

図８〜図１３に示される螺旋状トラック３００は、二条ねじ山形状４３２の両方のねじ山上において同一である。第１および第２の接点２１２ａおよび２１２ｂは、回転可能なスリーブ４０６の円周の周りに分布されるが、それぞれのねじ山上の螺旋状トラック３００の対応する部分に接触する。そのため、第１および第２の接点２１２ａ、２１２ｂは、両方ともそれぞれの螺旋状トラック３００の導電性セグメント３０２と接触しているか、または両方とも螺旋状トラック３００の非導電性セグメント３０４と接触している。言い換えると、両方の接点によって検出される信号は同一である。

この特定の配置と共に使用するのに適した電気回路が図１４に示される。

ここで、エンコーダおよび電源は、電池２１４と併せてプロセッサ２０２によって提供され、それらは両方とも図１に示されている。図１４の左側において、内側ハウジング４０８の第１のねじ山形状４３２上のコード３０２、３０４は、接点２１２ａが導電性セグメント３０２と位置合わせされると、回転可能なスリーブ４０６の第１の接点２１２ａと結合される。これは、図１４において、２つの構成要素間のスイッチによって表される。

同様に、図面の右側において、二条ねじ山形状４３２の第２のものの上のコード３０２、３０４は、導電性セグメント３０２が接点２１２ｂと接触しているとき、回転可能なスリーブ４０６の第２のねじ山上の接点２１２ｂをエンコーダおよび電源２０２に連結する。

回転可能なスリーブ４０６上のねじ山形状４３６の高さは、ばね荷重された接点２１２ａおよび２１２ｂが、内側ハウジングの一方のねじ山形状４３２の底面７１４と、内側ハウジング４０８の他方のねじ山形状４３２の係合面７１０、即ち最上面との間に予荷重力を提供するような高さである。用量送達ボタンが押されていないとき、この予荷重力は、第１および第２の接点２１２ａおよび２１２ｂに対して適切な圧力を提供して、接点２１２ａおよび２１２ｂが螺旋状トラック３００の導電性セグメント３０２と一致したときに連結トラック２２０と螺旋状トラック３００との間の電気接続を達成する。

例えば、接点２１２ａおよび２１２ｂは、図１５ａおよび図１５ｂに示される形態をとってもよい。これらは概略図であるが、接点によって提供される機能性を示している。それらの図は、接点２１２が、第１の支持体７２０および第２の支持体７２２で２つの端部において支持されたビーム７２４を含むことを示している。接点パッド７２６は、第１および第２の支持体７２０、７２２とは反対側の面で、ビーム７２４の中間で支持される。使用の際に螺旋状トラック３００に接触する接点パッド７２６である。

図１５ａは、ダイヤル動作中の接点２１２を示す。ダイヤルする間、ユーザはダイヤルノブ１０８を操作して、用量をダイヤル設定して注射ペン１００に入れる。ダイヤルする間、送達ボタンは押されない。ダイヤルする間、予荷重によって、螺旋状トラック３００との導電性を達成するのに適切な圧力が接点２１２に加えられることが担保される。

図１５ｂは、用量送達動作、または用量投薬動作中の接点２１２を示す。この動作では、用量送達ボタンは押し下げられる。ここで、内側ハウジング４０８のねじ山形状４３２によって、回転可能なスリーブ４０６が、本体１０２内を遠位方向で螺旋状に移動するにつれて回転する。相対運動が始まる前に、回転可能なスリーブ４０６のねじ山形状４３６と内側ハウジング４０８のねじ山形状４０２との間の摩擦を克服するために、特定の軸方向力を内側ハウジング４０８に加える必要がある。用量送達ボタンが押し下げられると、内側ハウジング４０８のねじ山形状４３２および回転可能なスリーブ４０６のねじ山形状４３６に作用している予荷重力は低減され、この力は代わりに用量送達ボタンに伝達される。そのため、接点２１２および螺旋状トラック３００が存在しない対応する配置と比較して、接点２１２と螺旋状トラック３００との間の摩擦力から生じる投薬中の追加の力はない。当然ながら、互いの上を動く材料の違いによって相対的な動きが起こり得る前に克服する必要がある摩擦力にある程度の差がある場合がある。しかしながら、材料の選択によって生じる追加の摩擦が著しいものであったとしても、接点および導電性トラックの配置を回転可能なスリーブの円筒状表面上に有することによって生じるであろう摩擦は、大幅に高いことが予期されるであろう。

予荷重力が回転可能なスリーブ４０６を回転させるのに要する軸方向力以下である場合、予荷重力は投薬動作の間に完全に除去される。予荷重力が投薬力よりも大きい場合、それでもなお、投薬動作中の軸方向力は予荷重力から事実上差し引かれて、予荷重力が独立して加えられた場合よりも低い力になるので、記載した配置によって提供される利益がある。

上述した螺旋状トラック３００によって、漸増的なコードが実現される。トラックは、導電性の「高」値と「低」値との間で交番する。エンコーダ２０２は、高から低へ、および低から高への出力変化の数を計数して、ダイヤル設定された用量を計算する。この方策には、デバイス１００が用量をダイヤル設定しているかいないかをエンコーダ２０２が判断することができないという根本的な制限がある。さらに、漸増的なコード化は、エンコーダ２０２がダイヤル設定された単位を登録し損ねている場合にそれを判断することができない。

異なる螺旋状トラック３００を使用する代替の実現例は、後述するように、これらの欠点を克服することができる。

第一に、上述の実施形態に対するいくつかの変形および修正について以下に考察する。

螺旋状トラック３００の連結トラック３０６は、内側ハウジング４０８のねじ山形状４３２の側面７１２上に含める代わりに、別の形で提供されてもよい。例えば、ねじ山形状４３２の係合面７１０に例えば最も近い部分において、内側ハウジング４０８の主要面上に提供されてもよい。あるいは、ねじ山形状４３２の底面７１４上に提供されてもよく、その場合、連結トラックは側面７１２の周りを延びて、係合面７１０上の導電性セグメント３０２を底面７１４上の連結トラック３０６と連結してもよい。

ねじ山形状４３２および４３６は、必ずしも二条ねじ山でなくてもよい。あるいは、一条ねじ山、または三条以上のねじ山であってもよい。

比較的長いねじ山形状が内側ハウジング４０８上に提供される代わりに、回転可能なスリーブ４０６の最内表面上に提供されてもよい。この場合、内側ハウジング４０８はその最外表面上にねじ山形状を備える。しかしながら、これは必ずしも連続的でなくてもよく、比較的短くてもよいか、または部分的なねじ山の複数の区画であってもよい。

次に図１６、図１７、および図１８を参照して記載する実施形態の第２の組では、異なるコード化技術が使用される。以下、明細書全体と同じく、同様の参照番号は同様の要素を指す。それに加えて、後述する実施形態は、特段の指定がない限り、上述の実施形態の特徴をすべて含む。

図１６に示されるように、内側ハウジング４０８の２つのねじ山形状４３２はそれぞれ、異なる螺旋状トラック３００を備える。ここで、ねじ山形状４３２は第１のねじ山４３２ａおよび第２のねじ山４３２ｂを含む。第１の螺旋状トラック３００ａは第１の螺旋状ねじ山形状４３２ａ上に形成される。第２の螺旋状トラック３００ｂは第２のねじ山形状４３２ｂ上に形成される。第１の螺旋状電力トラック３０１ａは第１の螺旋状ねじ山形状４３２上に形成される。第２の螺旋状電力トラック３０１ｂは第２のねじ山形状４３２ｂ上に形成される。電力トラック３０１ａ、３０１ｂは電力をシステムに提供し、それらの有用性は図１８によって特に明白である。

上述した実施形態の第１の組の螺旋状トラック３００と同様に、各螺旋状トラック３００ａ、３００ｂは、導電性セグメント３０２ａおよび３０２ｂと非導電性セグメント３０４ａおよび３０４ｂとを含む。各螺旋状トラック３００ａ、３００ｂはまた、それぞれの連結トラック３０６ａ、３０６ｂを含む。第２の螺旋状トラック３００ｂは、上述の実施例で使用したのと同じ交番コードを有する。数値１が高値を表し、数値０が低値を表す場合、第２の螺旋状トラック３００ｂのコードは次のように表されてもよい：
０１０１０１０１０１０１０１０１
第１の螺旋状トラック３００ａは次のコードを有する：
００１１００１１００１１
これら２つのコードの組み合わせによって、次のように、４つの固有の出力の繰返し配列が生成される：
００，１０，０１，１１，００，１０，０１，１１
これは図１７に示されており、この図において、繰返し配列は、螺旋状トラック３００ａ、３００ｂ上における連続する位置に由来することが分かる。

コードは図１８に示される回路によって読み取ることができる。ここで、エンコーダおよび電源２０２は４つの入力を有する。左側において、第１のねじ山形状４３２ａ上のコード３０２ａ、３０２ｂと、回転可能なスリーブ４０６上の第１の接点２１２ａとが接続されている。接続は、螺旋状トラック３００の連結トラック３０６ａを介して、数字スリーブ上の連結トラック２２０および第１の電力トラック接点３０９を用いてエンコーダ２０２へと戻されている。電力トラック接点３０９は第１の電力トラック３０１ａに接触する。

図１８の右側において、数字スリーブ４０８上の連結トラック２２０と第２の電力トラック接点３１０と第２の螺旋状トラック３００の第２の連結トラック３０６ｂとを介して、数字スリーブ４０８の第２の接点２１２ｂに対して、第２の螺旋状トラック３００ｂの導電性および非導電性セグメント３０２ｂ、３０４ｂによって、エンコーダとの間に回路が提供されている。第２の電力トラック接点３１０は第２の電力トラック３０１ｂに接触する。

これは絶対符号化を提供するものではないが、上述の実施形態で使用される単に漸増的なコードを上回るいくつかの利点を有することが認識されるであろう。特に、図１７に示されるように、この配置の４つの異なる出力があるので、エンコーダ２０２はデバイス１００がダイヤル設定しているかいないかを判断することができる。特に、配列が動いている方向からこれを判断することができる。

それに加えて、注射デバイス１００が速くダイヤルされ、ダイヤル設定された単位のいくつかが失われているか、またはエンコーダ２０２によって読み違えられている場合、エンコーダ２０２は、ダイヤル設定された用量が不適正であると判断することができてもよい。この場合、デバイス１００は、ダイヤリングを再開するようにユーザに指示してもよい。ユーザは、用量をダイヤルしてゼロに戻し、次に再びダイヤルし始めることによって、これを行うことができる。４倍（コードの繰返し期間である）の読み違えがエンコーダ２０２にとって適正に見えることがあるため、システムは完全にエラー防止性ではない。

次に、この実施形態に対するいくつかの変形および修正について考察する。

上記では、螺旋状トラック３００ａ、３００ｂによって提供されるコードは従来の二進コードであるが、その代わりに、グレイコードによって提供されてもよい。グレイコードの使用には、２（以上の）ビットのコード変更の移行時における読み違えの可能性が低減されるという利点がある。例えば、図１７を参照すると、ダイヤル位置２とダイヤル位置３との間の変更には、両方のビットの変更である、１０から０１へのコードの変更を伴う。反対に、グレイコードを用いると、ダイヤル位置が漸増または漸減するとき、ビットの１つのみが変更される。

螺旋状トラック３００の連結トラック３０６ａ、３０６ｂは、内側ハウジング４０８のねじ山形状４３２の側面７１２ａ、７１２ｂ上に含める代わりに、別の形で提供されてもよい。例えば、ねじ山形状４３２の係合面７１０に例えば最も近い部分において、内側ハウジング４０８の主要面上に提供されてもよい。あるいは、ねじ山形状４３２の底面７１４上に提供されてもよく、その場合、連結トラックは側面７１２の周りを延びて、係合面７１０上の導電性セグメント３０２を底面７１４上の連結トラック３０６と連結してもよい。

ねじ山形状４３２および４３６は、必ずしも二条ねじ山でなくてもよい。あるいは、一条ねじ山、または三条以上のねじ山であってもよい。

比較的長いねじ山形状４３２ａ、４３２ｂが内側ハウジング４０８上に提供される代わりに、回転可能なスリーブ４０６の最内表面上に提供されてもよい。この場合、内側ハウジング４０８はその最外表面上にねじ山形状を備える。しかしながら、これは必ずしも連続的でなくてもよく、比較的短くてもよいか、または部分的なねじ山の多数の短い区画であってもよい。

また、回転するのはスリーブ４０６であり、内側ハウジング４０８は本体１０２に対して固定されるが、その代わりに、回転するのは内側ハウジング４０８であってもよく、スリーブ４０６がハウジング１０２に対して固定されてもよい。

次に、実施形態の第３の組について図１９〜図２５を参照して記載する。

この実施形態では、コードの７つの異なる部分が７つの異なる接点２１２によって読み取られる。次に、７つの接点２１２からの出力が組み合わされて、エンコーダ２０２によって７ビットコードが生成される。コードの一例を次に示す。
１０００００１１００００１０１００００１１１０００１００１０００１０１１０００１１０１０００１１１１００１００１１００１０１０１００１０１１１００１１０１１００１１１０１００

これは図１９に示される出力に転換される。ここで、コードはページを下へ延びて示される。左端の欄における最初の連続する７ビットで提供される接点は、コード１０００００１を読み取る。一旦接点が漸増されると、出力は、中央の欄に示されているコードが０００００１１であることを読み取る。さらに一段階動いた後、接点を読み取ったコードは右側の欄において００００１１０として示される。コードは、接点２１２において提供される信号を検査することによって、ダイヤル設定された用量が、８０単位の最大用量まで一意に識別できるようにして構築される。言い換えると、接点２１２において提供される信号は、０〜８０単位の範囲で用量を一意に識別する。

この例では、接点２１２は連続する７ビットのコードに位置し、これは、螺旋状トラック３００の導電性セグメント３０２および非導電性セグメント３０４によって形成される。あるいは、接点２１２は、図２６を参照して後述するように、その一部または全体が不連続であってもよい、コードの異なる部分に接触するように位置してもよい。

７ビットコードにより、ダイヤル設定された用量を０〜８０の範囲で決定するのに十分な、０〜１２８の一意の数字を決定することができる。より短い、例えば６、５、または４ビットのコードにすることで、（少なくとも、接点がより少ないことが理由で）装置は単純になるが、ダイヤル設定された用量単位の一意に識別可能な範囲を狭くすることができる。いずれにしても、いくつかの実施形態では、より短いコードの使用が好ましいことがある。

接点２１２の数が多いほど、内側ハウジング４０８上の接点を含めることが技術的に困難になる。

内部の詳細が見えるように回転可能なスリーブ４０６をワイヤフレームで示している、図２０および図２１から最も良く分かるように、ねじ山形状４３６は、回転可能なスリーブ４０６の内表面上に設けられる。

ここでは一条ねじ山４２６である。それは、ねじ山形状４３６の長さの大部分を延びる螺旋状トラック３００を含む。ねじ山形状４３６は３つの主要面を含む。係合面７１６は図面における最下面である。これは上述の実施形態における係合面７１６とは反対側であるが、その理由は、この実施形態ではこれが、特に用量が投薬されているとき、内側ハウジング４０８の対応するねじ山形状４３２に対して反力を提供する、ねじ山形状４３６の最下面であるためである。最上面７１４は係合面７１０の反対側である。上述の実施形態と同様に、係合面７１０および最上面７１４は、デバイス１００の軸と垂直からわずかに傾斜していてもよい。側面７１２は係合面７１０および底面７１４を連結する。側面７１２は、内側ハウジング４０８の外側の円筒状表面とほぼ同心である。

螺旋状トラック３００の連結トラック３０６は、ねじ山形状４３２の係合面７１０上に設けられる。連結トラック３０６は、係合面７１０に沿って走る非常に薄い連結部として図面に示される。導電性セグメント３０２および非導電性セグメント３０４は、ねじ山形状４３２の最下面である係合面７１０上に設けられる。

図２１では、コードが同じ長さの連続する導電性セグメント３０２および非導電性セグメント３０４を含まないという事実が明白に見えている。その代わりに、導電性セグメント３０２および非導電性セグメント３０４の一部は、同じ値の２つ以上の連続するビットに関連する。

内側ハウジング４０８は接点２１２を備える。特に、７つの接点２１２が、螺旋状トラック３００と接触している内側ハウジング４０８上に設けられる。第１〜第３の接点２１２ａ、２１２ｂ、および２１２ｃが図２２に示される。また、図２２には、接点２１２ａ〜２１２ｃおよび他の接点（図示されている内側ハウジング４０８の裏面にあるため、図面には示されない）を、内側ハウジング４０８の最下端部に連結する連結トラック２２０が示される。

接点２１２はすべてほぼ同じであり、第１の接点２１２ａが図２３に詳細に示される。

ここで、内側ハウジング４０８のねじ山形状４３２が、ねじ山の一部を含むことも分かる。ねじ山形状４３２は、回転可能なスリーブ４０６上のねじ山４３６と同じピッチを有するねじ山の一部を提供する。

接点２１２ａはアーム７３０を含む。アームは支持体７３４上において一端で支持される。アーム７３０は、支持体７３４の位置で、この例では支持体７３４の下面上で、連結トラック２２０に連結される。支持体７３４は、内側ハウジング４０８の円筒状本体から延びる突出部によって提供される。

支持体７３４に対して反対側の端部において、アーム７３０は自由端７３２を有する。使用の際に螺旋状トラック３００に接触するアーム７３０の自由端７３２である。

アーム７３０は弾性であり、図２３に示される位置へと付勢される。アーム７３０は、例えば金属で作られてもよい。アーム７３０は、使用の際、連結トラック２２０と螺旋状トラック３００の導電性セグメント３０２との間に電気接続を提供する。

図２４は、内側ハウジング４０８上に位置する回転可能なスリーブ４０６をワイヤフレームで示す。図２４では、内側ハウジング４０８のねじ山形状４３２は、回転可能なスリーブ４０６のねじ山形状４３６と係合される。このいくつかの詳細は図２５ａおよび図２５ｂに示される。

ねじ山形状４３２とアーム７３０の自由端７３２との間の距離は、接点２１２が、使用の際に回転可能なスリーブ４０６のねじ山形状４３６に作用する予荷重力を提供するような距離である。これは図２５ａの矢印によって表される。この図は、ダイヤル動作中の、または注射デバイス１００が使用中でないときの、回転可能なスリーブ４０６と内側ハウジング４０８との間の相対位置を示している。分かるように、回転可能なスリーブ４０６のねじ山形状４３６の最上面７１４は、内側ハウジング４０８のねじ山形状４３２の最下面と接触している。この位置では、予荷重力により、接点２１２によって螺旋状トラック３００に適切な圧力が加えられてその間の導電性が達成されることが担保され、その結果、エンコーダ２０２が、接点２１２が導電性セグメント３０２または非導電性セグメント３０４と連結しているか否かを判断することが可能になり、他の接点２１２からの出力を用いて、内側ハウジング４０８に対する回転可能なスリーブ４０６の位置を判断することが可能になる。

用量の投薬中、内側ハウジング４０８のねじ山形状４３６によって、回転可能なスリーブ４０６が遠位方向で螺旋状に移動するにつれて回転する。ねじ山形状４３６とねじ山形状４３２との間に摩擦があるため、相対運動を生じさせるために、内側ハウジング４０８に軸方向力を加えなければならない。用量送達ボタンに加えられた力が内側ハウジング４０８に加えられるにつれて、ねじ山形状４３２、４３６に作用する予荷重力は低減され、代わりにこの力は用量送達ボタンへと伝達される。これは、図２５ｂの矢印によって示され、用量投薬モードに関係する。用量投薬中、予荷重力を用量送達ボタンへと伝達することは、接触地点における材料が異なる結果として経験することがある任意の違いの影響を受ける、図示される形で接点および螺旋状トラックが存在しない対応する配置と比較して、接点２１２および螺旋状トラック３００が存在することによる追加の力を要しないことを意味する。

デバイス１００のユーザが回転可能なダイヤル１０８を捻って、薬物用量を選択するかまたはダイヤル設定すると、プロセッサ２０２が作動してもよく、ＲＯＭ ２０４に記憶されたソフトウェアによって制御されて接点２１２ａのチェックを実行して、回転可能なスリーブ４０６の絶対回転位置を、したがってダイヤル設定されている薬物用量を、決定してもよい。プロセッサ２０２はまた、送達された薬物の単位数を決定するように構成されてもよい。

次に、ダイヤル設定された用量を決定するプロセスについて記載する。ダイヤル設定されている薬物用量を決定するために、プロセッサ２０２は最初に、電池２１４によって、１つまたはそれ以上の螺旋状トラック３００からコードを読み取るのに必要なすべての接点２１２に電圧を印加させる。次に、プロセッサは、他の入力において受けた信号を使用して、どの接点２１２が導電部分３０２と接触していて、どれが非導電部分３０４と接触しているかを判断する。

どの接点がコード値「１」と関連付けられ、どれがコード値「０」と関連付けられるかを分析して、プロセッサ２０２は、回転可能なスリーブ４０６の絶対回転位置と関連付けられた、一意の７ビットの二進コードを決定することができる。次に、プロセッサ２０２は、７ビットの二進コードを使用して、ダイヤル設定された薬物用量を決定することができる。これは、７ビットの二進コードの結果からダイヤル設定される用量単位への変換を提供する、ＲＯＭ ２０４に記憶されたルックアップテーブルを探索する際に、プロセッサ２０２によって達成されてもよい。

ダイヤル設定された用量を決定することに加えて（またはその代わりに）、デバイス１００は、投薬された用量を決定するように構成されてもよい。例えば、ある用量が投薬されているとき、プロセッサ２０２は、上述の方法で、ハウジング１０２に対する回転可能なスリーブ４０６の位置を決定してもよい。特に、プロセッサ２０２は、回転可能なスリーブ４０６の絶対回転位置と関連付けられた７ビットの二進コードを決定してもよい。次に、かかる二進コードと関連付けられた用量がルックアップテーブルから決定されてもよい。プロセッサ２０２は、最初にダイヤル設定された薬物用量から残りの薬物用量を引くことによって、投薬された（または、もしあれば、まだ投薬されていない）薬物用量を決定してもよい。ディスプレイ２１０は、ユーザがダイヤル設定された用量の全量を投薬していない場合に、まだ投薬されていない用量を示すのに使用されてもよい。

投薬された薬物用量を判断すると、プロセッサ２０２はその結果をフラッシュメモリ２０５に記憶してもよい。上述したように、ディスプレイ２１０は、投薬された用量の判断結果を表示するように制御されてもよい。ディスプレイ２１０は、所定時間、例えば６０秒の間、投薬された用量の判断結果を示してもよい。別の方法として、またはそれに加えて、投薬された用量の履歴は、デバイス１００のユーザによって、または医療従事者によって、フラッシュメモリ２０５から電子的に検索されてもよい。デバイスのダイヤル中、ダイヤル設定された用量は、例えばコード化された部材上に印刷された数字を使用することによって、任意の従来のやり方でユーザに示されてもよい。他のいくつかの実施形態では、ダイヤル設定された用量は判断されず、またはユーザに対して示されない。

７ビットのコード化システムについて記載してきたが、第３の実施形態は、３を超える任意の数の接点に等しく適用可能である。７ビットのシステムは、０〜８０単位の用量の全範囲を絶対的に符号化できるので好ましい。

さらに、プロセッサ２０２は、回転可能なスリーブ４０６が実際に回転している状態で、即ち、デバイス１００が実際にダイヤル設定されているか、または物質を投薬するのに使用されている状態で、接点２１２をチェックするプロセスを実施してもよい。あるいは、チェックするプロセスは、回転可能なスリーブ４０６が所定の時間量（例えば、１００ミリ秒）の間特定の位置にあったことをプロセッサ２０２が検出し、それによってデバイス１００が、ダイヤル設定したかまたはユーザが意図した量を投薬したことが示されたときのみ行われてもよい。

他の配置では、螺旋状トラック３００によって定義されたコードが異なる構成を有してもよく、特に、上述の実例で使用される「０」と「１」の異なる組み合わせを定義してもよいことが理解されるであろう。

螺旋状トラック３００に対する代替のコードの一部が図２６に示される。この例では、接点２１２は、螺旋状トラック３００のコードを３ビット毎に読み取るように構成される。図２６の左端に示される第１の位置では、接点は、１番目、４番目、７番目などのビットに結合される。第１の位置では、エンコーダ２１２が読むコードは１０１０１００である。１つの位置を漸増した後、図２６の中央の欄に示されるように、接点２１２は、螺旋状トラック３００のコードの２番目、５番目、８番目などのビットと連結する。第２の位置では、コードは００１０００１である。図２６の右端に示される第３の位置では、接点２１２は、螺旋状トラック３００によって形成されるコードの３番目、６番目、９番目などのビットに連結される。第３の位置では、エンコーダ２０２が読むコードは００００１０１である。

あるいは、等価の単一トラックのグレイコードを使用することができる。しかしながら、かかるコードは、上述のコードと比較して相対的に長いであろう。

これらの実施形態では、７つの接点２１２は螺旋状トラック３００によって形成されるコードに沿って比較的広く離隔しているので、螺旋状トラック３００およびさらに回転可能なスリーブ４０６のねじ山形状４３２も、両方とも相対的に長い。

次に、第３の実施形態に対するいくつかの変形および修正について考察する。

螺旋状トラックの連結トラック３００は、回転可能なスリーブ４０６のねじ山形状４３２の係合面７１０上に含める代わりに、別の形で提供されてもよい。例えば、ねじ山形状４３２の係合面７１０に例えば最も近い部分において、回転可能なスリーブ４０６の主要内面上に提供されてもよい。あるいは、ねじ山形状４３２の最上面７１４に提供されてもよく、その場合、連結トラックは側面７１２の周りを延びて、係合面７１０上の導電性セグメント３０２を底面７１４上の連結トラック３０６と連結してもよい。あるいは、側面７１２上に提供されてもよい。

ねじ山形状４３２および４３６は、必ずしも一条ねじ山でなくてもよい。あるいは、二条ねじ山、または三条以上のねじ山であってもよい。

比較的長いねじ山形状が回転可能なスリーブ４０６上に提供される代わりに、内側ハウジング４０８の最外表面上に、かつ上述の実施形態を用いて提供されてもよい。この場合、回転可能なスリーブ４０６はその最外表面上にねじ山形状を備える。しかしながら、これは必ずしも連続的でなくてもなく、比較的短くてもよいか、または部分的なねじ山の多数の短い区画であってもよい。

また、回転するのは回転可能なスリーブ４０６であり、内側ハウジング４０８は本体１０２に対して固定されるが、その代わりに、回転するのは内側ハウジング４０８であってもよく、スリーブ４０６がハウジング１０２に対して固定されてもよい。

プロセッサ２０２は、どの接点２１２ａ〜２１２ｇが導電性セグメント３０２を係合し、どの接点が非導電性セグメント３０４を係合するかを分析することによって、回転可能なスリーブ４０６の回転の程度（したがって、軸方向でどこまで移動したか）を判断することができる。

上述の実施形態のすべてにおいて、螺旋状トラック３００、３００ａ、３００ｂ、３０１ａ、３０１ｂは、金属ストリップを内側ハウジング４０８の周りに、または場合によっては回転可能なスリーブ４０６の周りに巻き付けることによって形成されてもよい。かかる金属ストリップは、金属層を支持する非導電性の裏打ちを有してもよい。非導電性の裏打ちは、ストリップを回転可能なスリーブ４０６の外表面４４０または内側ハウジング４０８にしっかりと固定するため、裏面上に接着剤を有してもよい。あるいは、螺旋状トラック３００、３００ａ、３００ｂ、３０１ａ、３０１ｂは、非導電性基材上に印刷された導電性インクを含んでもよい。この非導電性基材は、内側ハウジング４０８または回転可能なスリーブ４０６自体であるか、または内側ハウジング４０８または回転可能なスリーブ４０６が後で付着される二次基材であってもよい。螺旋状トラック３００、３００ａ、３００ｂ、３０１ａ、３０１ｂは、金属ストリップを内側ハウジング４０８または回転可能なスリーブ４０６の周りに巻き付けることによって形成されてもよく、あるいは場合によっては、選択的めっき技術を適用することによって提供される。

実施形態のすべてにおいて、投薬された薬物用量を判断して、プロセッサ２０２はその結果をフラッシュメモリ２０５に記憶してもよい。上述したように、ディスプレイ２１０は、投薬された用量の判断結果を表示するように制御されてもよい。ディスプレイ２１０は、所定時間、例えば６０秒の間、投薬された用量の判断結果を表示してもよい。別の方法として、またはそれに加えて、投薬された用量の履歴は、デバイス１００のユーザによって、または医療従事者によって、フラッシュメモリ２０５から電子的に検索されてもよい。デバイスのダイヤル中、ダイヤル設定された用量は、例えばコード化された部材上に印刷された数字を使用することによって、任意の従来のやり方でユーザに示されてもよい。他のいくつかの実施形態では、ダイヤル設定された用量は判断されず、またはユーザに対して示されない。

トラックが存在するかしないかの感知は、接点およびプロセッサを使用して行われる。一般的なレベルでは、これには、接点によって提供される電圧信号を閾値と比較し、電圧が閾値をそれぞれ超えたか超えなかったかを示す出力を通して、トラックが存在するかしないかを示す、ハードウェアが関与してもよい。プロセッサ実装において、例えばインバータゲートまたは他のバッファを使用して、接点によって提供される信号をバッファし、バッファされた信号をサンプリングし、サンプリングされた信号を基準と比較することを伴ってもよい。トラックが存在するかしないかを感知する他のやり方が、当業者には明白となるであろう。

最後に、上述の実施形態は単なる例示であり、本発明の範囲を限定するものではないことが理解されるであろう。他の変形および修正は、本出願を読むことによって当業者には明白となるであろう。さらに、本出願の開示は、本明細書に明示的もしくは暗示的に開示される、任意の新規な特徴もしくは任意の新規な特徴の組み合わせ、またはそれらの任意の概括を含むものと理解すべきであり、本出願またはそこから派生する任意の出願を遂行する間に、かかる任意の特徴および／またはかかる特徴の組み合わせを包含する新しい請求項が考案されてもよい。

Claims (11)

1. スリーブ内で同心的に位置する本体構成要素を含む薬物送達デバイスであって、本体構成要素は本体構成要素ねじ山形状を含み、スリーブは本体構成要素ねじ山形状と係合するスリーブねじ山形状を含み、それによって、スリーブねじ山形状の係合面が本体構成要素ねじ山形状の係合面に対抗する力によってスリーブねじ山形状の係合面が本体構成要素ねじ山形状の係合面を越えて滑ることによって、本体構成要素およびスリーブ構成要素が互いに対して軸方向で動いたとき、本体構成要素がスリーブ内で回転し、
   本体構成要素およびスリーブのうち一方が第１の部材を構築し、本体構成要素およびスリーブのうち他方が第２の部材を構築し、
   導電性トラックパターンが第１の部材のねじ山形状上に形成され、本体構成要素がスリーブ内で回転すると導電性トラックパターンに接触するように、複数の接点が第２の部材上に形成される、前記薬物送達デバイス。
2. 導電性トラックパターンは：
   第１の部材上を螺旋方向に延び、本体構成要素がスリーブ内で回転したときに、第２の部材上に形成された複数の接点と直接接触しない連続部分と、
   第１の部材上を螺旋方向に延び、導電性トラックパターンの連続部分に連結され、本体構成要素がスリーブ内で回転すると第２の部材上に形成された複数の接点と直接接触する、不連続部分とを含む、請求項１に記載の薬物送達デバイス。
3. 導電性トラックパターンの不連続部分は、第１の部材のねじ山構成要素の係合面上に設けられ、導電性トラックパターンの連続部分は、第１の部材のねじ山構成要素の非係合面上に設けられる、請求項２に記載の薬物送達デバイス。
4. 第１および第２の導電性トラックパターンは、第１の部材のねじ山形状上に形成され、複数の接点は、本体構成要素がスリーブ内で回転したときに第１および第２の導電性トラックパターンに接触するように、第２の部材上に形成される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の薬物送達デバイス。
5. 導電性トラックパターンは単一の導電性トラックパターンから成る、請求項１〜３のいずれか１項に記載の薬物送達デバイス。
6. スリーブねじ山形状は、異なる条数のねじ山のうち第１および第２のものの一部を形成し、スリーブねじ山形状および本体構成要素ねじ山形状は、異なる条数のねじ山のうち第１および第２のものの一部を形成する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の薬物送達デバイス。
7. 第１の部材の各ねじ山のねじ山形状は導電性トラックパターンを含み、第２の部材の各ねじ山のねじ山形状は、それぞれの複数の接点を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の薬物送達デバイス。
8. 本体構成要素は第１の部材を構築し、スリーブは第２の部材を構築する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の薬物送達デバイス。
9. スリーブは第１の部材を構築し、本体構成要素は第２の部材を構築する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の薬物送達デバイス。
10. 複数の接点はそれぞればね荷重され、それによって、スリーブねじ山形状と本体構成要素ねじ山形状との間に予荷重力が提供される、請求項１〜９のいずれか１項に記載の薬物送達デバイス。
11. 電気接点それぞれから電気信号を受けて解釈して、ハウジングに対する円筒状部材の位置を判断するように構成された、プロセッサをさらに含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の薬物送達デバイス。

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