JP4990151B2 - 内部投与量表示器を備えた注射器 - Google Patents

Description

発明の分野
本発明は、注射器から放出される薬品の投与量を表示する投与量表示外筒を内部に有する注射器に関する。

発明の背景
近年、様々な種類の注射器が開示されている。しかしながら、最近はペン型注射器として形成された注射器が特に注目されている。
例えば、ＥＰ０３３８８０６には、投与量測定器を含むペン型シリンジが開示されている。このペンには、注射される薬品（例えばインスリン）の投与量を表わす位置まで、ペン本体に対して回転可能なキャップが設けられている。回転によりねじりバネに負荷がかかり、協働する歯車によってバネの蒔き戻りが防止される。投与量を注射するとき、トリガスライドを左に動かすと歯車が外れ、これによりバネが蒔き戻る。バネが蒔き戻ると、駆動スリーブによってギアが駆動され、プランジャーが回転する。駆動プランジャーには細かいピッチのねじ山が切られているので、プランジャーは回転と共に軸方向に移動し、よってカートリッジから薬品が放出され、針を介して注射される。
ＥＰ０３３８８０６はねじりバネに基づいている。しかしながら、線形バネを用いることにより、統合型の投与量測定装置はプランジャー上のねじ山のピッチから独立させることができ、統合型投与量測定装置はらせん状のパターンに沿って一回転以上回転することができると思われる。

ＵＳ６６７３０３５には、医療用注射器と、この注射器に使用される薬品充填システムとが開示されている。薬品充填システムは、薬品カートリッジのキャップを含む。キャップは、キャップが薬品カートリッジに係合して薬品チャンバとストッパとの付着状態が除去されるとき、カートリッジストッパをシールのほうへ移動させる支柱を有する。この発明による医療用注射器は、薬品充填システム、つまりカートリッジアセンブリと、針を含まないシリンジアセンブリと、パワーパックアセンブリとを含む。
ＷＯ０２／０５３１２４は、駆動部材と、所与の投与量の設定と同時に、後段で注射器から一回分の投与量の薬剤を放出するために駆動部材を駆動するのに必要なエネルギーを保存する投与量設定機構とを備えた投与量設定及び放出装置に関する。ＷＯ０２／０５３２１４によれば、この投与量設定機構により、一般には設定部材を逆方向に回転させることにより、入力動作と逆の動作を行うと、所定の投与量に相当する量が低減されるか又は取り消されるように、双方向の調節が可能である。このように、ＷＯ０２／０５３２１４には、単純な投与量の設定及び設定取り消しの機構が開示されている。しかしながら、ＷＯ０２／０５３２１４に示唆される構成には、統合型投与量測定装置の軸方向の移動がプランジャー上のねじ山のピッチに依存するという欠点がある。

本発明の目的は、投与量測定装置の軸方向の移動がプランジャーのねじ山のピッチに依存しない注射器を提供することである。
本発明の別の目的は、既知のシステムより大きな読み出しを可能とする投与量測定装置を有する注射器を提供することである。

発明の概要
上記の目的は、第一の態様において、
− ハウジング、
− 注射器から一回分の投与量を放出するのに必要な力を注射器の軸方向に加えるのに適した弾性部材、及び
− ハウジング内部に位置する投与量表示外筒に作用可能に接続する投与量設定部材であって、投与量設定部材と投与量表示外筒とが互いに対して可動であり、協働して注射器から放出される投与量を設定する投与量設定部材
を備えた注射器を提供することにより達成される。本注射器では、投与量表示外筒は、投与量設定の間に、ハウジング内において、且つハウジングに対して、回転運動と直線運動の組み合わせを行なう。本投与量表示外筒（４）は、ハウジング（８）のねじ山部分に係合することができる。

本発明の第一の実施形態では、投与量設定部材は投与量表示外筒に係合することができ、注射器は、更に、
− 軸方向に沿って駆動トラックが走るように、外表面上にねじ山が切られたピストンロッド、及び
− ピストンロッドの駆動トラックの少なくとも一部に係合する駆動部材であって、投与量表示外筒の外表面上のねじ山部分と協働するねじ山を内表面に有し、注射器から投与量が放出されるとき、ピストンロッドを駆動し、且つピストンロッドと共に回転する駆動部材
を備え、
ピストンロッドの外表面上のねじ山と協働するねじ山部分をハウジングが有することにより、ピストンロッドは回転により軸方向に移動する。
ピストンロッドに設けられた駆動トラックは、ピストンロッドの長軸方向に沿った刻み目とすることができる。或いは、駆動トラックは、図２に示すような一つの平面又は二つの対向する平面とすることができる。

本発明の第二の実施形態では、投与量設定部材は投与量表示外筒に係合することができ、注射器は、更に、
− 軸方向に沿って駆動トラックが走るように、外表面上にねじ山が切られたピストンロッド、及び
− ピストンロッドの外表面上のねじ山と協働するねじ山部分を有し、且つ投与量表示外筒の外表面上のねじ山部分と協働するねじ山を内表面に有する駆動部材であって、注射器から投与量が放出されるとき、ピストンロッドに対して回転する駆動部材
を備え、
ハウジングがピストンロッドのトラックの少なくとも一部に係合することにより、駆動部材は回転によりピストンロッドの軸方向に移動する。

本発明の第三の実施形態では、注射器は、更に、
− 軸方向に沿って駆動トラックが走るように、外表面上にねじ山が切られたピストンロッド、及び
− 少なくとも部分的に投与量表示外筒と主要部材とによって画定された弾性部材のハウジングであって、投与量表示外筒と主要部材は互いに対して可動であり、主要部材はピストンロッドの外表面上のねじ山と協働するねじ山部分を有している、弾性部材のハウジング、及び
− 歯車を介して主要部材に作用可能に接続することにより、投与量設定の間は主要部材に対して可動であるが、注射器から投与量が放出されるときは主要部材に固定接続される駆動部材であって、ピストンロッドの外表面上の駆動トラックの少なくとも一部に係合する駆動部材
を備え、
ハウジングがピストンロッドの外表面上のねじ山と協働するねじ山部分を有することにより、ピストンロッドは、駆動部材によって回転されると軸方向に移動する。
第三の実施形態では、注射器は更に、弾性部材のハウジングの主要部材と投与量設定部材に係合する中間部分を備え、この中間部分は駆動部材に対して歯車の方向へバイアス力を掛ける。

本発明の第四の実施形態では、注射器は、更に、
− 軸方向に沿って駆動トラックが走るように、外表面上にねじ山が切られたピストンロッド、
− 少なくとも部分的に投与量表示外筒と主要部材とによって画定された弾性部材のハウジング、及び
− 歯車を介して主要部材に作用可能に接続することにより、投与量設定の間は主要部材に対して可動であるが、注射器から投与量が放出されるときは主要部材に固定接続される駆動部材であって、ピストンロッドの外表面上のねじ山と協働するねじ山部分を有する駆動部材
を備え、
ハウジングが、ピストンロッドのトラックの少なくとも一部に係合することにより、駆動部材が回転するとピストンロッドが軸方向に移動する。

第一及び第三の実施形態による注射器は、ピストンロッドとハウジングとが互いに対して回転できないように、ロック位置においてピストンロッドを固定するロック部材を更に備えることができる。注射器は、ロック部材をロック位置から解放する解放ボタンを更に備えることができる。解放ボタンは、注射器の軸方向の長さの半分の位置に配置することができる。
第二及び第四の実施形態による注射器は、駆動部材とハウジングとが互いに対して回転できないように、ロック位置において駆動部材を固定するロック部材を更に備えることができる。注射器は、ロック部材をロック位置から解放する解放ボタンを更に備えることができ、この解放ボタンは注射器のユーザによって解放される。解放ボタンは、注射器の軸方向の長さの半分の位置に配置することができる。
弾性部材は、螺旋バネ等のバネを含むことができる。螺旋バネはピストンロッドと同軸に配置することができる。

添付図面を参照して本発明を以下に詳細に説明する。
本発明には様々な修正及び変更を加えることができるが、ここでは図面に例示として特定の実施形態を示し、詳細に説明する。しかしながら、本発明は、ここに開示される特定の形態に限定されるものではない。そうではなく、本発明は、請求の範囲に規定される本発明の精神及び範囲内に含まれる、全ての修正、均等物、及び変形を含むものである。

発明の詳細な説明
図１は、本発明の第一の実施形態による注射器１を半分にした断面図である。注射器１は、注射器１の中心軸を中心に回転する投与量設定部材２を備える。注射器は、投与量表示外筒４、ねじ山を有するピストンロッド５、中心軸に沿ってピストンロッド５を動かす駆動部材６、中心軸を中心として中心軸に沿って伸びる螺旋バネ、及びハウジング８を備える。
投与量設定部材２は、キー／キー溝接続を介して投与量表示外筒４に係合する。キー／キー溝接続により、投与量設定部材２が中心軸を中心に回転すると、確実に投与量設定外筒４が中心軸を中心に回転し、逆に投与量設定外筒４が中心軸を中心にして回転すると、確実に投与量設定部材２が中心軸を中心に回転する。更に、キー／キー溝接続により、投与量設定部材２と投与量表示外筒４とは、中心軸にほぼ平行な方向に沿って、互いに対してスライド式に可動である。

同様に、駆動部材６は、駆動部材のねじ山部分によりピストンロッド５の外側のねじ山部分に係合する。
投与量表示外筒４にはねじ山部分９が設けられており、このねじ山は駆動部材６のねじ山部分１０に係合する。

注射器１には、ロック位置とロック解除位置との間で切り替え可能なロック部材１１が更に設けられる。ロック部材１１がロック位置にあるとき（図１）、駆動部材６の中心軸を中心とする回転が防止される。一方、ロック部材１１がロック解除位置にあるとき、駆動部材６は中心軸を中心として自由に回転可能である。投与量設定部材２は、歯車による接続３を介してハウジング８に接続している。歯車による接続３により、投与量設定部材２及びハウジング８は互いに対して回転可能である。しかしながら、螺旋バネ７によって投与量設定部材２に軸方向の力が加わるので、歯車にもこの力が加わり、よって投与量設定部材２は設定位置に留まる。
図１に示す注射器の操作は、以下のように行うのが好ましい。

投与量を設定するとき、ロック部材１１をロック位置に切り替える。大抵の場合、ロック位置はロック部材１１のデフォルト位置である。次いでユーザは、投与量設定部材２の突出部分１２を回すことにより、中心軸を中心に投与量設定部材２を回転させる。投与量設定部材２と投与量表示外筒４の間のキー／キー接続により、投与量表示外筒４も中心軸を中心に回転する。投与量表示外筒４のねじ山部分９は駆動部材６のねじ山部分１０に係合するので、この回転力により、投与量表示外筒４は投与量設定部材２の突出部分１２に向かって中心軸と平行に進む。このようにして、投与量表示外筒４は、投与量設定部材２と投与量表示外筒４とのキー／キー溝接続に沿ってスライド式に移動する。この移動により螺旋バネ７が圧縮され、螺旋バネ７にエネルギーが蓄積される。よって、投与量設定部材２の外側への動きを含め、注射器１の外観を変化させることなく投与量が設定される。
投与量表示外筒４には一組の数字（図示せず）が設けられる。投与量表示外筒４が投与量設定部材２の突出部分１２に向かって動くとき、駆動部材６の窓１３からこれらの数字が順に見え、これによって設定された投与量が示される。注射器のユーザが投与量表示外筒４上の数字を見ることができるように、ハウジング８には、駆動部材６の窓１３と位置合わせされたベルト状の窓が設けられる。

所望の投与量が設定されたら、投与量設定部材２の突出部分１２の反対側に配置された針（図示せず）をユーザの身体の適切な部分に挿入する。このときロック部材１１をロック解除位置に切り替えることにより、駆動部材６が中心軸を中心に回転可能となる。圧縮された螺旋バネ７に貯えられたエネルギーにより、投与量表示外筒４がその初期位置に向かって、つまり投与設定部材２の突出部分１２から離れる方向へと移動する。ねじ山部分１０と、投与量表示外筒４のねじ山部分９とにより、駆動部材６が中心軸を中心に回転し、ハウジング８とピストンロッド５とのキー／キー溝接続により、ピストンロッド５は突出部分１２から離れる方向へ軸に沿って移動し、よって注射器１から設定された所望の投与量が放出される。
別の構成では、駆動部材６は、ピストンロッド５とキー／キー溝接続を有することができる。つまり、この構成では、駆動部材６のねじ山部分が駆動部材６とピストンロッド５とのキー／キー溝接続に置き換えられている。この場合、ロック部材１１をロック解除位置に切り替えると、ピストンロッド５が中心軸を中心に回転する。この回転運動は、投与量設定部材２の突出部分１２から離れる方向へ、ピストンロッド５を中心軸と平行に移動させる。これは、ピストンロッド５のねじ山を有する外表面が、ハウジング８のねじ山部分と係合するためである。このような動きにより、注射器１から投与量が放出される。

投与量が放出されると、注射器１の様々な部分が再びそれぞれの初期位置に戻る。但し、放出された投与量のために、ピストンロッド５は投与量設定部材２の突出部分１２から離れる方向へ移動している。また更に、駆動部材６の角度位置が変わっており、これにより「新しい」ゼロ地点のハウジング８に対する角度が変化している。このように、この時点で注射器１は新たな投与量設定の準備が整った状態となる。

図２は、本発明の第二の実施形態による注射器１を半分にした断面図である。この実施形態は図１に示す実施形態に類似しており、よって同様の部分には同様の参照番号が付されている。つまり、図２に示す注射器も、注射器１の中心軸を中心に回転する投与量設定部材２を備える。注射器は更に、投与量表示外筒４、ねじ山を有するピストンロッド５、中心軸を中心としてピストンロッド５を回転駆動する駆動部材６、中心軸を中心として、中心軸に沿って伸びる螺旋バネ７、及びハウジング８を備える。
投与量表示外筒４は、上述と類似のキー／キー溝接続により主要部材に係合する。駆動部材６は、歯車１９による接続を介して主要部材１５に接続しており、これにより駆動部材６と主要部材１５とが互いに対して回転可能である。しかしながら、螺旋バネ７により、主要部材１５に軸方向の力が加わるので、歯車１９にもこの力が加わり、よって投与量設定部材２は設定位置に留まる。中間部材１６は、キー／キー接続により投与量設定部材２に係合する。また、中間部材は、中間部材１６が中心軸を中心に回転すると主要部材１５も中心軸を中心に回転し、逆に主要部材１５が中心軸を中心に回転すると中間部材１６も中心軸を中心に回転するように、主要部材１５に作用可能に接続している。最後に、主要部材１５は、ピストンロッド５のねじ山部分に係合している。

投与量表示外筒４には、ハウジング８のねじ山部分１７に係合するねじ山部分９が設けられている。
注射器１には、ロック位置とロック解除位置の間で切り替え可能なロック部材１１が更に設けられる。ロック部材１１がロック位置にあるとき（図２）、中心軸を中心とするピストンロッド５の回転が防止される。一方、ロック部材１１がロック解除位置にあるとき、ピストンロッド５は中心軸を中心として自由に回転できる。

ピストンロッドに設けられる駆動トラック２１は、ピストンロッド上において軸方向に沿った刻み目又は溝とすることができる。或いは、駆動トラックは一つの平面又は対向する二つの平面とすることもできる。
図２に示す注射器の操作は、以下のように行うのが好ましい。

投与量を設定するとき、ロック部材１１をロック位置に切り替える。ロック位置はロック部材１１のデフォルト位置とすることができる。次いでユーザは、投与量設定部材２の外側部分１８を回すことにより、中心軸を中心に投与量設定部材２を回転させる。投与量設定部材２の外側部分は、図２に示すように、ハウジング８の外側に位置する部分である。上述のような注射器１の様々な部分の接続により、投与量設定部材２が中心軸を中心に回転すると、中間部材１６、主要部材１５、及び投与量表示外筒４が中心軸を中心に回転する。駆動部材６は、駆動部材６と主要部材１５とが歯車によって接続していることにより回転しない。投与量表示外筒４のねじ山部分９はハウジング８のねじ山部分１７に係合しており、主要部材１５はピストンロッド５のねじ山部分に係合していることから、投与量表示外筒４と主要部材１５／中間部材１６とは、互いの方向へ移動する。これにより、螺旋バネ７が圧縮され、よってバネ７にエネルギーが蓄積される。このようにして、図１に示す実施形態と同様に、注射器１の外観に変化を生じさせることなく投与量が設定される。
投与量表示外筒４には一組の数字（図示せず）が設けられる。投与量表示外筒４が投与量設定部材２の外側部分１８から離れる方向へ移動すると、これらの数字がハウジング８の窓１３から順に見え、これによって設定された投与量が示される。

所望の投与量が設定されたら、図１に関連して上述した動作と同様の動作を行う。しかしながら、ロック部材１１をロック解除位置に切り替えると、以下が起こる。ここでピストンロッド５は中心軸を中心として回転自由となる。螺旋バネ７に貯えられたエネルギーにより、投与量表示外筒４と主要部材１５／中間部材１６とは互いから離れる。ハウジング８のねじ山部分１７に係合するねじ山部分９により、投与量表示外筒４は、投与量が設定されたときと反対の方向に、中心軸を中心に回転する。すると、これによって主要部材１５、中間部材１６、及び投与量設定部材２が中心軸を中心として同じ方向に回転する。主要部材１５と駆動部材６とが歯車により接続されていることにより駆動部材６も中心軸を中心に回転し、駆動部材６とピストンロッド５とがキー／キー溝接続していることによりピストンロッド５も中心軸を中心に回転する。ピストンロッド５のねじ山部分はハウジング８のねじ山部分１４に係合する。従って、このような回転運動により、投与量設定部材２の外側部分１８から中心軸と平行にピストンロッドが移動することで、設定された所望の投与量が注射器１から放出される。
上述のように、この時点で、注射器１は、新たな投与量設定の準備が整った状態となる。

別の構成を有する実施形態を図３及び４に示す。図２に示す第二の実施形態と比較すると、中間部材１６が省略されていることにより、注射器の機械的設計が大幅に単純化されている。図３及び４では、主要部分１５は、歯車１９を介して駆動部材６に作用可能に接続している。図３では、ピストンロッド５の外表面上のねじ山はハウジング８のねじ山部分１４に係合し、一方図４では、ピストンロッド５の外表面上のねじ山は駆動部材６のねじ山部分２０に係合する。
このように、図１並びに図２に示す実施形態では、投与量の放出は、投与量を設定するときに螺旋バネ７に蓄積されるエネルギーによって実行され、注射を行うためには、注射器１のユーザは、ロック部材１１をロック位置からロック解除位置に切り替えるだけでよい。これは非常に容易に行うことができるので、子供、高齢者又は身体障害者等の運動能力が低い者又は指の力が弱い者でも注射を行うことができる。

本発明の第一の実施形態による注射器の断面図である。 本発明の第二の実施形態による注射器の断面図である。 本発明の第三の実施形態による注射器の断面図である。 本発明の第四の実施形態による注射器の断面図である。

Claims (8)

1. − ハウジング（８）、
   − 注射器（１）から一回分の投与量を放出するのに必要な力を注射器（１）の軸方向に加えるのに適した弾性部材（７）、及び
   − 軸方向に沿って駆動トラック（２１）が走るように、外表面にねじ山が切られたピストンロッド（５）、及び
   − ハウジング（８）内部に位置する投与量表示外筒（４）に作用可能に接続する投与量設定部材（２）であって、投与量設定部材（２）と投与量表示外筒（４）とが互いに対して可動であり、これらが協働して注射器（１）から放出される投与量を設定し、ねじ部（９）を有する投与量表示外筒（４）がハウジング（８）のねじ山部分に係合する投与量設定部材
   を備え、
   投与量設定時と投与量放出時のどちらの時も、投与量表示外筒（４）が、ハウジング（８）内において、且つハウジング（８）に対して、回転運動と直線運動の組み合わせを行なう注射器（１）。
2. − 少なくとも部分的に投与量表示外筒（４）と主要部材（１５）とによって画定された弾性部材のハウジングであって、投与量表示外筒（４）と主要部材（１５）とが互いに対して可動であり、主要部材（１５）はピストンロッド（５）の外表面上のねじ山と協働するねじ山部分を有している、弾性部材のハウジング、及び
   − 歯車（１９）を介して主要部材（１５）に作用可能に接続することにより、投与量設定の間は主要部材（１５）に対して可動であるが、注射器から投与量が放出されるときは主要部材（１５）に固定接続される駆動部材（６）であって、ピストンロッド（５）の外表面上の駆動トラック（２１）の少なくとも一部に係合する駆動部材（６）
   を更に備え、
   ハウジング（８）がピストンロッド（５）の外表面上のねじ山と協働するねじ山部分（１４）を有することにより、ピストンロッド（５）が、駆動部材（６）によって回転されると軸方向に移動する、請求項１に記載の注射器（１）。
3. 弾性部材のハウジングの主要部材（１５）と投与量設定部材（２）に係合する中間部分（１６）を更に備え、この中間部分（１６）が駆動部材（６）に対して歯車（１９）の方向へバイアス力を掛ける、請求項２に記載の注射器。
4. − 少なくとも部分的に投与量表示外筒（４）と主要部材（１５）とによって画定された弾性部材のハウジング、及び
   − 歯車（１９）を介して主要部材（１５）に作用可能に接続することにより、投与量設定の間は主要部材（１５）に対して可動であるが、注射器から投与量が放出されるときは主要部材（１５）に固定接続される駆動部材（６）であって、ピストンロッド（５）の外表面上のねじ山と協働するねじ山部分を有する駆動部材（６）
   を更に備え、
   ハウジング（８）が、ピストンロッド（５）のトラックの少なくとも一部に係合することにより、駆動部材（６）が回転するとピストンロッド（５）が軸方向に移動する、請求項１に記載の注射器（１）。
5. ピストンロッド（５）とハウジング（８）とが互いに対して回転できないように、ロック位置においてピストンロッド（５）を固定するロック部材（１１）を更に備える、請求項２又は３に記載の注射器。
6. ロック部材（１１）をロック位置から解放する解放ボタンを更に備える、請求項５に記載の注射器。
7. 駆動部材（６）とハウジング（８）とが互いに対して回転できないように、ロック位置において駆動部材（６）を固定するロック部材（１１）を更に備える、請求項４に記載の注射器。
8. ロック部材をロック位置から解放する解放ボタンであって、ユーザにより操作される解放ボタンを更に備える、請求項７に記載の注射器。

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