JP4698677B2 - 巻き上げ式ペン型の薬剤送達装置のダイヤルダウン機構 - Google Patents

Description

本発明は、自動巻き上げ式ペンのダイヤルダウン機構に関する。特に、本発明は、巻き上げ式ペンの、軸方向及び半径方向の統合ダイヤルダウン機構に関する。

公知の注入装置、例えばねじりばねに基づく巻き上げ式ペンでは、ダイヤルダウン機構の使用は、注入装置の使用者が注入装置の回転可能な用量設定部材に力を加えることによって行われている。力は、用量設定部材を軸方向に特定の距離だけ引き戻し、注入装置の本体内部に配置されている歯付き機構又はラチェットから解放するように印加しなければならない。用量設定部材は、このような歯付き機構から解放されると、回転させて元に戻すことができ、新たにもっと小さな用量を設定することができる。
ねじりばねを採用した公知の巻き上げ式ペンの一例は、例えば米国特許第５１０４３８０号明細書に記載されている。しかしながら、米国特許第５１０４３８０号明細書に提案されているペンは、ダイヤルダウン機構を提供するものではない。ダイヤルダウン機構は国際公開第０２／０５３２１４号パンフレットに記載されている。しかしながら、国際公開第０２／０５３２１４号パンフレットに記載の解決策は、線形ばねを使用している。

公知のねじりばねに基づくダイヤルダウンシステムの欠点は、用量設定部材を特定の距離だけ引き戻すのに、使用者が力を加えると同時に、用量設定部材の角度位置を調節しなくてはならないことである。この手順は、特に運動能力が低下しているか、又は指の力が弱い人々、例えば子供、高齢者又は障害者にとってかなり複雑である。
米国特許出願第２００４／１９９１１７号明細書は、ダイヤルバック機能により使用者が不適切な投薬量の設定を訂正できる薬剤投与ペンを開示している。このダイヤルバック機能は、薬剤を放出することなく、且つ投薬量ノブを余分にリセット位置までダイヤルする必要なく、投薬量のリセットを可能にするものである。米国特許出願第２００４／１９９１１７号明細書に記載の薬剤送達ペンは、いわゆる手動式ペンであり、ペンからの薬剤の注入が、ペンの使用者が加える力だけで駆動される。このように、薬剤の注入には、ばねのような弾性部材が全く使用されておらず、米国特許第２００４／１９９１１７号明細書に開示のダイヤルダウンの構造は、所与の撓み位置に弾性部材を保持するように構成されていない。

本発明の課題は、自動巻き上げ式ペンのダイヤルダウン機構を提供することである。本明細書における自動巻き上げ式ペンは、ばねのような弾性部材を有し、注入装置からの薬剤の注入を補助するペンとする。

発明の概要
上記課題は、第１の態様により、注入装置からの投薬量の注入を補助するねじりばねを備えた注入装置のダイヤルダウン機構により達成される。本ダイヤルダウン機構は、
− ダイヤルアップキーを受容してこれと係合するダイヤルアップカムであって、用量設定部材を第１の方向へ回転させると、ダイヤルアップカムとダイヤルアップキーとが協働して注入装置のねじりばねに撓みを与えるダイヤルアップカム、及び
− ダイヤルダウンキーを受容してこれと係合するダイヤルダウンカムであって、第１の方向とは反対の第２の方向へ用量設定部材を回転させると、ダイヤルダウンカムとダイヤルダウンキーとが協働して注入装置のねじりばねを解放するダイヤルダウンカム
を備えている。
一般に、ダイヤルダウン機構は、半径方向のダイヤルダウン機構又は軸方向のダイヤルダウン機構として実施することができる。半径方向ダイヤルダウン機構では、１つ又は複数のダイヤルダウンキーは、機構の半径方向に運動するように構成されている。この方向は、注入装置の半径方向とすることができる。軸方向ダイヤルダウン機構では、１つ又は複数のダイヤルダウンキーは、注入装置の軸方向に運動するように構成されている。

また、１つ又は複数のダイヤルアップキーと、１つ又は複数のダイヤルダウンキーとを異なるキー、つまり物理的に別個のキーとすることができることに留意されたい。しかしながら、ダイヤルアップキーとダイヤルダウンキーとは同じキーとすることもできる。よって、本発明による機構は、ダイヤルアップ及びダイヤルダウンの両方に使用される単一のキーを備えることができる。
ダイヤルアップカム及びダイヤルダウンカムは、ディスク形状のカム部材の外表面部分に配置される開口又は窪みとすることができる。別の構成では、カム部材は、実質的に円筒形の部材とすることができる。特に、ダイヤルアップカム及びダイヤルダウンカムは、カム部材の実質的に平坦な表面部分に配置することができる。この実質的に平坦な表面部分は、ディスク形状又は円筒形のカム部材の軸方向に実質的に垂直に配置することができる。カム部材は、中空構造とすることができるか、又は別の構成として中実構造とすることができる。

半径方向の機構及び軸方向の機構の両方において、ダイヤルアップカムは、湾曲した軌道、例えば円、楕円又は放物線軌道の一部を形成することができる。ダイヤルダウンカムは、Ｖ字型の軌道の一部を形成することができるか、又は別の構成として矩形であってもよい。
ダイヤルダウン機構は、第１及び第２のダイヤルアップカムを備えることができる。ダイヤルダウン機構は更に、第１及び第２のダイヤルアップキーを備えることができ、第１のダイヤルアップキーは第１のダイヤルアップカムに係合してこれと協働することができ、第２のダイヤルアップキーは、第２のダイヤルアップカムに係合してこれと協働することができる。

ダイヤルダウン機構は更に、第１及び第２のダイヤルダウンカム、並びに第１及び第２のダイヤルダウンキーを備えることができる。第１のダイヤルダウンキーは、第１のダイヤルダウンカムと係合してこれと協働することができ、一方第２のダイヤルダウンキーは、第２のダイヤルダウンカムと係合してこれと協働することができる。
ダイヤルアップカムとダイヤルダウンカムは、同じ軌道の一部を形成することができる。更に、ダイヤルアップキー及びダイヤルダウンキーは、同じ軌道のダイヤルアップカム及びダイヤルダウンカムに係合して協働する同じキーにより構成することができる。

軸方向の機構では、ダイヤルアップカム及びダイヤルダウンカムは、注入装置の軸方向に平行な軸方向要素を有するカムとして構成することができる。ダイヤルアップカム及びダイヤルダウンカムは、実質的に円筒形のカム部材の湾曲した外表面部分に配置することができる。この実質的に円筒形のカム部材は、注入装置の用量設定部材とすることができるか、又は注入装置の用量設定部材と協働する別個の要素とすることができる。
軸方向の機構では、ダイヤルアップカムは、注入装置の軸方向に実質的に平行とすることができる。付属のラチェットを歯部から解放するために、ダイヤルダウンカムは、ダイヤルアップカムと、例えば約４５°の角度をなすことができる。

本発明の第２の態様は、軸方向に配置された、注入装置のダイヤルダウン機構に関する。本ダイヤルダウン機構は、
− 注入装置から注入される投薬量を設定する時に回転させる回転可能な部材であって、ダイヤルアップカム及びダイヤルダウンカムを備え、ダイヤルアップカムが、用量設定時に注入装置のラチェットのキーを受容してこれと係合し、ダイヤルダウンカムが、ダイヤルダウンの際に、キーを受容してこれと係合する、回転可能な部材
を備えており、ダイヤルアップカムが注入装置の軸方向と実質的に平行である。
本発明のこの第２の態様では、ダイヤルアップカム及びダイヤルダウンカムは、同じ軌道の一部を形成することができる。ダイヤルアップキー及びダイヤルダウンキーは同じキーによって構成することができ、前記キーは、同じ軌道のダイヤルアップカム及びダイヤルダウンカムに係合してこれと協働する。

本発明の３の態様は、第１の態様によるダイヤルダウン機構を備えた薬剤送達装置、例えば手持ち式の薬剤送達装置に関する。

次に、添付図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。
本発明には、様々な変形及び変更を加えることができ、例示として特定の実施形態を図面に示し、以下に詳説する。しかしながら、本発明は、開示された特定の形態に限定されるものではない。むしろ、本発明は、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想及び範囲に含まれる全ての変更、均等物及び変形例を含むものである。

発明の詳細な説明
本発明によるダイヤルダウン機構は、軸方向の機構又は半径方向の機構として実施することができる。これらの機構はいずれも、注入ペン等の注入装置に組み込むことができる。
半径方向の手段を図１に示す。図１Ａは、固定された外側部分１に対して付勢されている回転可能な内側部分２を示す。付勢力は、反時計回り方向に、ねじりばね（図示せず）によって付与されている。中心軸６を中心に回転可能な内側部分２は、固定の外側部分１に形成されたエッジ５と係合する１つ以上の可撓性のアーム３を有している。図１Ｂは、内側部分２及び外側部分１の上に配置された回転可能なディスク７（斜線領域）を備えた図１Ａの構成を示す。ディスク７は開口８を有している。開口８を画定するエッジは、ダイヤルアップカム及びダイヤルダウンカムを構成する。可撓性のアーム３に装着されているか又は組み込まれているピックアップキー４は、ディスク７が外側部分１に対して回転する時のカムフォロワとして機能する。

図１に示すシステムは、以下のように機能する。
用量を設定する時（ダイヤルアップ）、内側部分２を時計回りの方向に回転させる。これにより、可撓性のアーム３は回転の角度に応じて、１つのエッジ５から１つ又は複数個隣のエッジへと動く。内側部分２はディスク７によって駆動される。つまり、ディスク７を回転させると、内側部分２がこれに伴って回転する。時計回りの方向に回転する際、ピックアップキー４は半径方向に沿って内外に動く。

ディスク７を反時計回りの方向（ダイヤルダウン方向）に回転させると、ピックアップキー４及びひいては可撓性アーム３は、外側部分１のエッジ５と係合する位置から離れるように持ち上がる。アーム３を完全にエッジ５から係合解除すると、内側部分２は外側部分１に対して反時計回りに回転することができる。図１に示すシステムの特徴は、ピックアップキー４を、ダイヤルアップ（用量の増大）及びダイヤルダウン（用量のリセット又は減少）の両方に使用することである。
内側部分２を反時計回りの方向に回転させることによりダイヤルアップが達成されるように、回転の方向を逆にすることも可能であることに留意されたい。この構成では、ディスク７を時計回りに回転させることによってダイヤルダウンを行うことができる。

図２は、本発明による半径方向のダイヤルダウン機構の実施形態の分解図を示す。図１に示す実施形態との主な相違点は、図２の実施形態が、ダイヤルアップ（ピックアップキー１１）及びダイヤルダウン（ピックアップキー１２）に異なるピックアップキーを採用していることである。ダイヤルアップキー１１はディスク１４の軌道１５と係合し、ダイヤルダウンキー１２はディスク１４の軌道１６と係合する。軌道１５及び１６は、ディスク１４の平坦な表面に貫通開口又は窪みとして形成されている。ダイヤルアップ軌道１５は、湾曲した軌道の形状であり、ダイヤルダウン軌道１６はＶ字形状である。Ｖ字形状に代わる自明の別態様は長方形である。ダイヤルアップ軌道１５が、ねじりばね１８にモーメントを伝達可能であるべきことが、本発明の一般概念であることに留意されたい。同様に、ディスク１４をナット１０に対して数度回転させた時、ダイヤルダウン軌道１６がダイヤルダウンキーを解放できなくてはならない。
ダイヤルダウンキー１２は、可撓性のアーム１９と一体である。このアームは、弾性材料、例えばプラスチックから製造されている。ダイヤルダウンキー１２と一体の可撓性のアーム１９はラチェット１３の一体部分を形成している。つまり、アーム及びダイヤルダウンキーを含むラチェットは、好ましくは同じ材料、例えばプラスチックから製造する。ダイヤルダウンキー１２をナット１０の歯列２０に対して付勢するために、ねじりばね１８が、ラチェット１３と同軸に配置される。開口２１が、ナット１０の中央部分に設けられている。この開口の側壁にはねじ山２２が設けられており、このねじ山２２は、ピストンロッド（図示せず）のねじ山を有する外表面と螺合する。

図３に、本発明による別の半径方向の実施形態を示す。この実施形態では、アーム２６の運動は、ナット２７に形成された軌道２３によって制御される。軌道２３には軌道／カムフォロワ２４が係合し、この軌道／カムフォロワ２４は、ダイヤルダウンの際に１つの歯から隣の歯へとダイヤルダウンキー２８を正確に案内する。図２と異なり、ナット２７の中央の開口２５には、軌道フォロワ２９が設けられている。この軌道フォロワは、ピストンロッド（図示せず）の外表面に形成された軌道に係合する。

図４に、本発明による半径方向のダイヤルダウン機構を有する注入装置を示す。図４に示す注入装置は、構成要素の中でも特に、用量設定部材３０、外表面にねじ山を有し、軸方向に駆動軌道を有するピストンロッド３１、ナット３２、ねじりばね３５、駆動部材３３、ハウジングのねじ山部分３４、リース機構３６、歯付き機構３７及びラチェット３８を示している。
用量は、用量設定部材３０及びナット３２を回転させて、ねじりばね３５に撓みを与えることにより設定される。ナット３２と駆動部材３３との間に配置されている歯付き機構３７によって、用量設定部材３０が初期位置に戻ることが防止されている。使用者が予め設定した用量を減らしたい場合、用量設定部材３０を単に反対方向に回転させる。ダイヤルダウン時のラチェット３８とナット３２との相互作用については、図２を参照して説明した。

図５は、本発明による軸方向ダイヤルダウン機構を有する注入装置を示す。図５に示す注入装置は、構成要素の中でも特に、用量設定部材４０、ダイヤルアップ及びダイヤルダウンカム表面を画定する開口４１、カムフォロワ４２、ねじりばね４３、ラチェット４４及びピストンロッド４５を備えている。軸方向ダイヤルダウン機構の一般的な概念は、ねじりばね４３を使用してピストンロッド４５を駆動して回転させ、歯部４８の上部及び下部を確実に一緒に保持することである。
用量を設定するとき、カムフォロワ４２はカム表面４６に係合する。この結果、歯部４８によってラチェット４４の戻りが防止されるので、ねじりばね４３に撓みが与えられる。ダイヤルアップ時には、歯部４８の上部及び下部が互いに相対回転するのにつれて、ラチェット４４がカム表面４６に沿って上下に動く。ダイヤルダウンの際には、カム表面４７が持ち上がることにより、歯部の下部から歯部の上部が外れ、ラチェット４４は、歯部１つ分に対応する角度だけ回転することができる。

可撓性のアーム上に設けられているキーがダイヤルアップ及びダイヤルダウンに使用される、半径方向のダイヤルアップ及びダイヤルダウン機構の原理を示す。 ダイヤルアップとダイヤルダウンに別個のキーが使用される、半径方向のダイヤルアップ／ダウン機構を示す。 ダイヤルアップとダイヤルダウンに別個のキーが使用され、ダイヤルダウンキーの運動がナット内の軌道によって規定される、半径方向ダイヤルアップ／ダウン機構を示す。 半径方向ダイヤルダウン機構が組み込まれた注入装置を示す。 軸方向ダイヤルダウン機構が組み込まれた注入装置を示す。

Claims (12)

1. 注入装置からの１回分の投薬量の注入を補助するためのねじりばね（１８）を備えた注入装置のダイヤルダウン機構であって、
   − ダイヤルアップキー（１１）を受容してこれと係合するダイヤルアップカム（１５）であって、用量設定部材を第１の方向へ回転させると、ダイヤルアップカム（１５）とダイヤルアップキー（１１）とが協働して注入装置のねじりばね（１８）に撓みを与える、ダイヤルアップカム、及び
   − ダイヤルダウンキー（１２）を受容してこれと係合するダイヤルダウンカム（１６）であって、用量設定部材を第１の方向とは反対の第２の方向へ回転させると、ダイヤルダウンカム（１６）と前記ダイヤルダウンキー（１２）とが協働して注入装置のねじりばね（１８）を解放する、ダイヤルダウンカム
   を備えたダイヤルダウン機構。
2. 前記ダイヤルアップカム（１５）が、湾曲した軌道の一部を形成する、請求項１に記載のダイヤルダウン機構。
3. 湾曲したダイヤルアップカム（１５）が、円、楕円又は放物線状の軌道の一部を形成する、請求項２に記載のダイヤルダウン機構。
4. 第１及び第２のダイヤルアップカムを備えている、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のダイヤルダウン機構。
5. 第１及び第２のダイヤルアップキーを備え、第１のダイヤルアップキーが第１のダイヤルアップカムに係合してこれと協働し、第２のダイヤルアップキーが第２のダイヤルアップカムに係合してこれと協働する、請求項４に記載のダイヤルダウン機構。
6. ダイヤルダウンカム（１６）がＶ字型軌道の一部を形成する、請求項１ないし５のいずれか１項に記載のダイヤルダウン機構。
7. 第１及び第２のダイヤルダウンカムを備えている、請求項１ないし６のいずれか１項に記載のダイヤルダウン機構。
8. 第１及び第２のダイヤルダウンキーを備えており、第１のダイヤルダウンキーが第１のダイヤルダウンカムに係合してこれと協働し、第２のダイヤルダウンキーが、第２のダイヤルダウンカムに係合してこれと協働する、請求項７に記載のダイヤルダウン機構。
9. ダイヤルアップカム及びダイヤルダウンカムが、同じ軌道の一部を形成する、請求項１ないし８のいずれか１項に記載のダイヤルダウン機構。
10. ダイヤルアップキー及びダイヤルダウンキーが同じキーから構成され、前記キーが同じ軌道のダイヤルアップカム及びダイヤルダウンカムに係合してこれと協働する、請求項９に記載のダイヤルダウン機構。
11. 請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のダイヤルダウン機構を備えた薬剤送達装置。
12. 手持ち式の薬剤注入ペンである、請求項１１に記載の薬剤送達装置。

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