JP6855456B2

JP6855456B2 - バルブクラッチ装置およびバルブクラッチ装置を備えた投与ユニット

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Publication number: JP6855456B2
Application number: JP2018511727A
Authority: JP
Inventors: ニクラウス、ハンスピーター
Original assignee: エフホフマン−ラロッシュアクチェンゲゼルシャフト
Priority date: 2015-09-03
Filing date: 2016-08-26
Publication date: 2021-04-07
Anticipated expiration: 2036-08-26
Also published as: JP2018526132A; RU2018111525A3; RU2707169C2; EP3138593B1; KR20180048951A; RU2018111525A; ES2772026T3; DK3138593T3; WO2017036967A1; US20180185573A1; US10912886B2; EP3138593A1

Description

本発明は、薬剤注入に関連して使用される液体薬物のための投与ユニットの分野に関する。本発明は、さらに、いくつかの投与ユニットの一部を形成するバルブクラッチ装置の分野に関する。

携行式注入装置は、たとえば、持続皮下インスリン注入（ＣＳＩＩ）による糖尿病の治療ならびに疼痛治療または癌治療における液体薬物の投与のための当技術分野では周知である。携帯型注入装置は、多くの供給業者、ＲｏｃｈｅＤｉａｇｎｏｓｔｉｃｓＧｍｂＨ（ドイツ）、ＭｅｄｔｒｏｎｉｃＭｉｎｉＭｅｄＩｎｃ．（米国、カリフォルニア）などから入手可能である。

特許文献１は、大型のリザーバに繰り返し連結され充填される投与シリンダを備える小型計量ピストンポンプを備えたシステムを開示している。このシステムは、投与シリンダを注入場所に連結し、ピストンを変位させることにより、増加工程において長時間に亘って投与シリンダから液体薬物を注入する。投与シリンダをリザーバおよび注入場所に択一的に連結するために、バルブシステムが提案されている。本発明による投与ユニットの基本的な動作原理および設計について、特許文献１を参照する。

概して、特許文献１において規定される原則による小型計量ピストンポンプは、本明細書において「投与ユニット」と呼称される。より詳細には、投与ユニットは、一般的に、その適用の際に、１つまたは複数のアクチュエータ／モータ、電子制御ユニット、液体薬剤リザーバ、注入カニューレを含んでもよい駆動ユニットのような、追加の注入ポンプの構成要素または装置に連結され、一般に数日から２週間までの使用期間の後に廃棄される使い捨ての流体ユニットである。

投与ユニットの特定の態様および実施形態ならびに単独でまたは組み合わされて適用可能なそれらの動作は、本発明の文脈では、たとえば、本発明の文脈において開示されている、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８、特許文献９、特許文献１０に記載されている。

欧州特許出願公開第１９７０６７７号明細書欧州特許出願公開第２５１０９６２号明細書欧州特許出願公開第２５１０９６０号明細書欧州特許出願公開第２６９６９１５号明細書欧州特許出願公開第２４５７６０２号明細書国際公開第２０１２／０６９３０８号国際公開第２０１３／０２９９９９号欧州特許出願公開第２７５３３８０号明細書欧州特許出願公開第２１６３２７３号明細書欧州特許出願公開第２３６１６４６号明細書

前述の種類の投与ユニットは、いくつかの実施形態では、バルブの切り替えおよびピストンの変位の両方のために使用される単一のアクチュエータ（典型的にはモータ）を用いて実現され得る。しかし、これらの実施形態の場合、駆動装置とバルブおよび／またはピストンとを選択的に連結するための連結機構が、特に重要な態様である。好ましくは、バルブの切り替えは、駆動方向を単に反転することによって、シリンダ内の任意のピストン位置において可能であるべきである。さらに、投与エラーを最小限にするために、バルブ切り替えのプロセスは、ピストンの変位をまったく伴わないか、または実質的に伴わないようにすべきである。

可能な限り満たされるべきさらなる要件は、使用時間に亘って高い信頼性であること、および連結機構が一般的に使い捨ての製品の一部であるため、小型かつ低コストであること、である。

液体薬剤投与ユニットの分野における技術の状態を改善することが、本開示の全体的な目的である。好ましくは、先行技術の解決策の欠点のいくつかまたはすべてが回避または低減されるべきである。

全体的な目的は、一般的な方法で独立請求項の主題によって満たされる。従属請求項の主題、および本明細書の開示全体によって、典型的なおよび／または特に好ましい実施形態が定義される。

一態様では、全体的な目的は、バルブクラッチ装置を提供することによって達成される。バルブクラッチ装置は、中心部材を含む。中心部材は、中心軸に沿って延び、中心軸の周りの駆動トルクを受けるように設計される駆動カプラを含む。

バルブクラッチ装置は、連結部材をさらに含む。連結部材は、中心軸に平行に延びる少なくとも１つの連結ピンを含む。バルブクラッチ装置は、バルブ部材をさらに含む。バルブ部材は、流入口バルブ位置と排出口バルブ位置との間で、中心軸の周りを回転可能に支持される。バルブクラッチ装置は、スリーブ部材をさらに含む。スリーブ部材は、バルブ部材に回転方向で係合するように設計され、少なくとも１つのクランプ部材を含む。

バルブクラッチ装置は、中心部材が受ける駆動トルクがスリーブ部材に伝達されない非係合配置と、少なくとも１つの連結ピンが細長い中心部材と少なくとも１つのクランプ部材との間にクランプされる係合配置との間で可逆的に変更可能であり、それによって、中心部材が受ける駆動トルクが、スリーブ部材を介してバルブ部材に伝達される。

バルブクラッチ装置のいくつかの実施形態では、少なくとも１つの連結ピンが、中心部材と摩擦係合する。

バルブクラッチ装置のいくつかの実施形態では、少なくとも１つの連結ピンと中心部材との摩擦係合は、中心部材に対する少なくとも１つの連結ピンの角度位置に依存して、および／または、中心軸の周りでの中心部材の回転方向に依存して、摺動摩擦係合と固着摩擦係合との間で変更可能である。固着摩擦係合は、少なくとも１つの連結ピンが、中心部材とクランプ部材との間でクランプされ、それに伴い、クランプ部材のみならず中心部材とも固着摩擦係合する、クランプ係合であってもよい。

バルブクラッチ装置のいくつかの実施形態では、バルブクラッチ装置は、角度的に互いに離間した連結ピンブロックを含み、クランプ部材は、隣り合う２つの連結ピンブロックの間に角度的に対称に配置される。

バルブクラッチ装置のいくつかの実施形態では、連結ピンブロックは、バルブ部材のアーム部材により形成され、アーム部材は中心軸と略平行に延びている。

このような実施形態のアーム部材は、組み立てられた状態では、アーム部材間に空隙が存在するように、バルブ部材本体から遠位方向に突出する。

バルブクラッチ装置のいくつかの実施形態では、連結部材は、複数の連結ピンを含み、クランプ部材は、対応する数の関連するクランプ部材を含む。例示的な実施形態では、３つの連結ピンおよび３つの関連するクランプ部材が存在するが、別の数のクランプ部材および連結ピンを使用してもよい。概して、連結ピンおよびクランプ部材は、角度的に対称に分散されている。

バルブクラッチ装置のいくつかの実施形態では、中心部材は、雄ねじを有する中心部材ねじ部分を含み、バルブ部材は、対応する雌ねじを含む。中心部材に駆動トルクを印加することにより、中心部材が、バルブ部材に対してねじ式に移動することができる。

バルブクラッチ装置のいくつかの実施形態では、バルブクラッチ装置は、バルブ部材ブロックを含み、バルブ部材ブロックは、流入口バルブ位置および排出口バルブ位置のそれぞれにおいて、バルブ部材の回転運動を遮断する。一実施形態では、バルブ部材ブロックは、中心軸に平行にバルブ部材に沿って延びるリムであって、投与ユニットの静止部材のブロックエッジ、またはブロックピンやブロック突出部などのような当技術分野で一般的に知られている他のブロック要素に選択的に当接し、それによって係合するように配置されるリムによって実現される。

バルブクラッチ装置のいくつかの実施形態では、連結部材は、連結部材基部を含み、連結部材基部は、連結部材基部から突出する少なくとも１つの連結ピンを有して中心部材の周りを回転可能に配置される。連結部材基部は、特に円盤状であってもよく、組み立てられた状態では、中心部材を受容するたとえば円形の開口部を有する。

バルブクラッチ装置のいくつかの実施形態では、中心部材、連結部材、クランプ部材、およびバルブ部材は、中心軸と同軸に配置されている。

バルブクラッチ装置のいくつかの実施形態では、中心部材が、バルブ部材の内部において密閉および摺動係合するように配置されることにより、中心部材がピストン部材として機能する。

バルブクラッチ装置のいくつかの実施形態では、駆動カプラは、駆動ピンを、中心軸に沿って摺動係合するように、および中心軸に対し実質的に強固に回転方向で係合するように、受容するように設計される。歯付き係合のような他の種類の駆動係合も同様に使用されてもよい。

バルブクラッチ装置のいくつかの実施形態では、バルブ部材は、シリンダと、シリンダの内部容積に流体的に連通するバルブ部材開口部とを含む。

さらなる態様では、全体的な目的は、液体薬剤投与ユニットを提供することによって達成される。液体薬剤投与ユニットは、前述したようなバルブクラッチ装置を含む。液体薬剤投与ユニットは、静止部材をさらに含む。静止部材は、中心軸の周りを密閉して回転可能であるバルブ部材を支持する。静止部材は、流入開口部および排出開口部をさらに含み、バルブ部材開口部は、流入口バルブ位置においては、流入開口部と流体的に連通し、あるいは排出口バルブ位置においては、排出開口部と流体的に連通する。

本開示による投与ユニットを斜視図で示す。静止部材を分離された斜視図で示す。バルブ部材を分離された斜視図で示す。中心部材を分離された斜視図で示す。駆動部材を分離された斜視図で示す。連結部材を分離された斜視図で示す。スリーブ部材を分離された斜視図で示す。バルブクラッチ装置のいくつかの構成要素を組み立てられた断面図で示す。バルブ切り替えシーケンスを示す。バルブ切り替えシーケンスを示す。バルブ切り替えシーケンスを示す。バルブ切り替えシーケンスを示す。バルブ切り替えシーケンスを示す。

以下では、まず、図１および図２を参照する。図１は、本開示による投与ユニット１を斜視図で示す。投与ユニット１は、本開示によるバルブクラッチ装置１０、および静止部材２０を含む。静止部材は、図２に、分離された斜視図で示されている。

本明細書では、「近位」および「遠位」という方向の用語は、以下のように使用される。投与ユニットの液体充填容積を減少させる、中心軸に沿った投与ユニットのピストンの移動が、遠位から近位方向への移動である。同様に、液体充填容積を増加させるピストンの移動が、近位から遠位方向への移動である。近位方向へのピストン運動は、「前進」とも呼称され、一方、遠位方向へのピストンの移動は、「後退」とも呼称される。図１において、近位方向および遠位方向は、それぞれ「ｐ」および「ｄ」で示されている。投与ユニット１の個々の構成要素を示すさらなる図において、同じ視点が用いられる。

図面に関して、同様に、または略同様に２カ所以上に存在する特徴は、概して一度だけ参照されることに留意する。さらに、複数の図面中にみることができる特徴は、それらの全てにおいて参照されなくてもよい。

静止部材２０は、静止部材本体２００および静止部材凹部２０１を有する。静止部材凹部２０１は、略円筒状の内輪郭を有し、組み立てられた状態において、中心軸Ａの周りを密閉して回転可能であるバルブ部材１２０を支持する。静止部材２００は、２つのブロックエッジ２０２ａ、２０２ｂを有し、バルブ部材２０は、ブロックエッジ２０２ａ、２０２ｂに選択的に係合する長手方向リム１２５を有する。以下にさらに説明するように、リム１２５はさらに、バルブ部材１２０をスリーブ部材１３０と連結させるために役立つ。

ブロックエッジ２０２ａ、２０２ｂおよびリム１２５は、組み合わされて、例示的には１８０度である、流入口バルブ位置と排出口バルブ位置との間の範囲にバルブ部材１２０の回転運動を制限するバルブ部材ブロックを形成する。

その近位端部において、バルブ部材１２０は、バルブ部材開口部（図示されず）を備える。流入口バルブ位置では、バルブ部材開口部は、静止部材２００の流入開口部（図示されず）と整列され、それよって、流入開口部と連通する。排出口バルブ位置では、バルブ部材開口部が静止部材２００の排出開口部（図示されず）と整列され、それによって、排出開口部と連通する。流入口バルブ位置と排出口バルブ位置との間の回転位置では、バルブ部材開口部は、概して、流入開口部および排出開口部の両方から流体的に隔離されている。

動作状態では、流体流入開口部は、インスリンリザーバのような薬物リザーバと流体的に動作可能に連結され、一方で、排出開口部は、直接、またはチューブのような注入ラインを介して注入カニューレと流体的に動作可能に連結される。

静止部材２０は、任意の流体プラットフォーム２０２をさらに含む。流体プラットフォーム２０２は、排出開口部と動作可能に連結され、排出開口部と注入カニューレとの間に配置される流体圧力センサを備える。この種類の圧力センサに関するさらなる開示は、欧州特許出願公開第２２９５０９６号明細書に見ることができる。しかし、このタイプの圧力センサは必須ではない。他の種類の圧力センサ、および流量センサなどのセンサが、追加的にまたは代替的に使用されてもよい。さらなる実施形態では、センサは存在しない。

バルブ部材１２０の内部には、中心部材１００（図１には図示されない）が後述するように、ねじ係合するように同軸に配置される。バルブ部材１２０の周りに、スリーブ部材１３０が同軸で配置されている。

以下では、バルブ部材１２０および中心部材１００を分離した斜視図で示す図３および図４をさらに参照する。

図３は、バルブ部材１２０を分離した図で示し、図４は、中心部材１００を分離した図で示す。バルブ部材１２０は、既に説明したように、静止部材アクセス２０１により受容される、密閉して回転する中空の円筒状バルブ部材本体１２１を備える、全体的に細長い形状を有している。遠位方向には、例示的には、３つのアーム部材１２２がバルブ部材本体１２１から突出する。

３つのアーム部材１２２は、後部または遠位端部分に雌ねじ１２３を有する。雌ねじ１２３は、好ましくは中心部材１００の対応する雄ねじ１０２との遊びのない係合を行うように設計される。好ましくは、アーム部材１２２は、径方向内側に向かう力を働かせ、それによってねじ係合が付勢された状態となる。

その後部または遠位端部において、アーム部材１２２は、径方向外側を向いた突出部１２４を有する。突出部１２４の機能は、バルブの動作に関連して後述する。アーム部材１２２の周面はさらに、バルブの動作に関連して後述されるように、連結ピンブロック１２２ａとしてさらに機能する。

バルブ部材１２０は、前部または近位端部分において、例示的には付勢されたスナップフィット（図１参照）によって静止部材２００に係合するように設計される、略円筒状のバルブ部材ヘッド１２６を有する。

中心部材１００は、後部または遠位部分に前述の雄ねじ１０２を含む、細長いボディ（参照符号は付していない）を有する。中心部材１００は、雄ねじ１０２より近位側に、バルブ部材１２０の中空シリンダを密閉および摺動するように受容されるように設計される中心部材側周縁突出密閉部１０３を有する。

雄ねじ１０２と雌ねじ部分１２３との係合によって、中心部材１００は、最も後退した位置と最も前進した位置との間でバルブ部材１２０に対し中心軸Ａに沿ってねじ式に移動可能である。雄ねじ１０２の長さは、最も後退した位置と最も前進した位置との間の変位範囲に一致するか、またはそれよりもやや大きい。

バルブ部材１２０に対する、中心部材１００の所定の相対位置によって、バルブ部材本体１２１の内部には、概して流体的に隔離された容積が存在するが、容積は、前述したバルブ部材開口部を介して、流入口バルブ位置においてバルブ流入開口部と、または排出口バルブ位置においてバルブ排出開口部とそれぞれ流体的に連通してもよい。したがって、バルブ部材１２０はシリンダとして機能し、中心部材１００はピストンとして機能する。バルブ部材開口部が流入開口部と流体的に連通した状態で、中心部材／ピストン１００を後退（遠位）方向に移動させることにより、液体をシリンダ内に引き込むことができる。同様に、バルブ部材開口部が排出開口部と流体的に連通した状態で、中心部材／ピストン１００を前進（近位）方向に移動させることによって、液体をシリンダから排出することができる。

中心部材は、その近位端部に、中心部材本体と比較して外径の小さい、略円筒状の中心部材ヘッド１０４を有する。バルブ部材１２０に対し、中心部材１００の最も前進した（最も近位である）位置において、中心部材ヘッド１０４が、バルブ部材ヘッド１２６の内部に受容される。ただし、バルブ部材ヘッド１２６および中心部材ヘッド１０４の存在は必須ではない。代替的に、中心部材１００の近位先端表面およびバルブ部材本体１２１の内側表面は、平坦または別の適切な形状であってもよい。

後部または遠位部分において、中心部材１００は、概して雄ねじ１０２と重なっている、駆動カプラ１０１をさらに有する。駆動カプラ１０１は、例示的には中心軸Ａに沿って延び、非円形（例示的には十字状）の断面を有する細長い凹部１０１によって実現される。

以下では、図５をさらに参照する。図５は、駆動部材３を分離された斜視図で示す。駆動部材３は、全体的に細長い形状であり、非円形断面の細長い駆動ピン３０を備える。駆動ピン３０は、摺動係合し、実質的に遊びのない係合をする状態で凹部１０１内に嵌合するように寸法決めされる。駆動部材３は、その近位端部に、例示的には、たとえば星形断面の非円形凹部として実現されているモータカプラ３２を備える。駆動部材３は、動作時にモータカプラ３２を介して、以下に説明するように、中心部材１００および／またはバルブ部材１２０に伝達される駆動トルクを受ける。モータカプラ３２は、駆動部材３の円筒状近位部分３３に配置される。

以下では、図６をさらに参照する。図６は、バルブクラッチ装置１０の連結部材１１０を分離された斜視図で示す。連結部材１１０は、貫通孔１１３のような中央内腔を有する円盤状の連結部材基部１１２を備える。貫通孔１１３は、連結部材基部１１２が中心部材駆動部材３の周りで回動可能に配置されるように、駆動部材３の近位部分３３を摺動係合して受容するように寸法決めされる。組み立てられた状態では、連結部材１１０は、駆動部材３の近位側に配置されている。

複数の例示的な３つの連結ピン１１１が、連結部材基部１１２から近位方向に突出している。組み立てられた状態では、それらは中心部材ねじ部分１０２の周りを平行に延び、中心部材ねじ部分１０２と摩擦係合して接触する。

以下では、図７をさらに参照する。図７は、クラッチ装置１０のスリーブ部材１３０を分離された斜視図で示す。スリーブ部材１３０は、スリーブ本体１３３を有し、略筒状である。スリーブ部材１３０は、バルブ部材１２０のアーム部材１２２の数に対応する長手方向のスリーブスロット１３２を備える。組み立てられた状態では、スリーブ部材１３０は、連結部材１１０および中心部材１００の周りに配置される。さらに、組み立てられた状態では、突出部１２４は、スリーブスロット１３２内に径方向に突出する。リム１２５と切欠部１３４との係合と併せて、突出部１２４とスリーブスロットとの係合により、バルブ部材１２０とスリーブ部材１３０とが回転方向で係合する。

近位部分において、スリーブ部材１３０は、スリーブスロット１３２の近位側に切欠部１３４をさらに含み、切欠部１３４は、連結スリーブ１３０の内部で軸方向に延びる。組み立てられた状態では、切欠部１３４は、バルブ部材１２０のリム１２５を受容し、リム１２５と動作可能に係合し、それによってバルブ部材１２０とスリーブ部材１３０とが回転可能に連結される。

以下の図面においてより良く示されるように、スリーブ装置１３０はさらに、スリーブ部材１３０の近位部分に、スリーブ装置１３０の本体から径方向内側に延びる突出部の形態の複数のクランプ部材１３１を備えている。クランプ部材１３１は、凸状の断面を有し、連結ピン１１１を中心部材ねじ部分１０２に選択的にクランプするように設計される。

以下では、図８および図９ａさらに参照して、投与ユニット１の動作、特にバルブクラッチ装置１０の動作を説明する。以下でより容易に明らかになるように、バルブクラッチ装置１０、特に連結部材１１０およびスリーブ部材１３０が、バルブクラッチ装置１０の本実施形態の主要な要素である。第１の配置において、駆動トルクを提供することにより、バルブ部材１２０が静止している状態で、中心部材１００が、ねじ式にバルブ部材１２０に対してその内側で移動することが可能になる。バルブクラッチ装置１０の対応するこの配置は、「非係合配置」と呼称される。非係合配置では、ピストンとして機能する中心部材１００を遠位方向に移動させることによって、液体を投与ユニット１内に引き込むことができる。同様に、中心部材１００を近位方向に移動させることにより、液体を投与ユニット１から排出することができる。

代替的な係合配置では、中心部材１００およびバルブ部材１２０は、連結部材１１０およびスリーブ部材１３０を介して回転方向で連結される。係合配置において、中心部材１００に印加される駆動トルクはバルブ部材１２０に伝達される。これにより、中心部材１００およびバルブ部材１２０は、流入口バルブ位置と排出口バルブ位置との間で、静止部材２０に対し、その内部で回転させられる。係合配置においては、中心部材１００とバルブ部材１２０との間には、相対的な動きは生じない。

図８は、図１に示されている断面を有する斜視断面図で、組み立てられた状態の中心部材１００、スリーブ部材１３０、および連結部材１１０の連結ピン１１０を示す。図８は、バルブクラッチ装置１０の係合配置における構成要素を示す。

係合状態では、クランプ部材１３１は、連結ピン１１１とスリーブ部材１３０との間、および中心部材１００と連結ピン１１１との間に固着摩擦（sticking friction）が存在するように、連結ピン１１１を中心部材１００に対し（より詳細には、中心部材ねじ部分１０２に対し）クランプする。したがって、この係合配置では、中心部材１００と、連結部材１１０と、スリーブ部材１３０との間には、相対運動が生じ得ない。したがって、駆動トルクを中心部材１００上に及ぼすことにより、係合配置にある中心部材１００と、連結部材１１０と、スリーブ部材１３０とが、共通の回転移動を行う。さらに、バルブ部材１２０は、リム１２５と切欠部１３４との係合を介してスリーブ部材１２０に回転方向で連結されているため、バルブ部材１２０もまた、係合配置においてスリーブ部材１３０と共に移動する。

非係合配置では、中心部材１００、連結ピン１１１、およびスリーブ部材１３０は、対照的に、互いに対して回転可能である。特に、クランプピン１１１は、クランプ部材１３１によってクランプされておらず、したがって駆動トルクを中心部材１００からスリーブ部材１３０に伝達することができない。したがって中心部材１００は、非係合配置においてスリーブ部材１３０およびバルブ部材１２０から独立して回転することができる。

図９ａ〜図９ｅの断面図は、流入口バルブ位置と排出口バルブ位置との間をそれぞれ切り替えるためのバルブクラッチ装置１０の動作を示す。

図９ａは、駆動の回転方向、すなわち、中心部材１００に印加される駆動トルクの方向が反転される状況を示す。図９ａに示すような状況の前に、中心部材１００は反時計方向（矢印Ｒで示される方向の反対）に回転されており、そして時計方向（矢印Ｒで示される方向）に回転を開始したとする。図９ａに示す状況では、バルブ部材開口部は、既に説明したように、流入開口部と整列し流体的に連結する。

雄ねじ１０２および雌ねじ１２３が右手ねじとすると、中心部材１００が、図９ａに示される状況の前は遠位方向に移動させられており、それによって、既に説明したように投与ユニット１の液体充填容積が増加する。図９ａからさらに分かるように、連結ピン１１１はそれぞれ、対応する連結ピンブロック１２２ａに当接する。図９の状況は、さらに、リムが１２５上側ブロックエッジ２０２ａに当接している、図１に示されるような状況に対応する。

図９ａに示すように、駆動トルクが方向Ｒに印加されると、中心部材が、近位方向へのねじ運動を開始する。前述の連結ピン１１１と中心部材１００との摩擦係合によって、中心部材ねじ部分１０２と連結ピン１１１とが摩擦係合した状態で、連結部材１１０により対応する移動が行われる。スリーブ部材１３０およびバルブ部材１２０は、対照的に移動せず、その位置を維持する。

駆動トルクがさらに方向Ｒに印加されると、連結ピン１１１が、クランプ部材１３１に接触する。この状況は、図９ｂに示される。

駆動トルクがさらに方向Ｒに印加されると、駆動ピン１１１は、クランプ部材１３１と整列し、それに応じてクランプ部材１３１と中心部材１００との間にクランプされ、その結果、連結ピン１１１が、クランプ部材１３１（およびそれに応じてスリーブ部材１３０の全体）と中心部材１００の両方と固着摩擦係合する。この状況は図９ｃに示されている。図９ｂの状況から図９ｃの状況への変化は、バルブクラッチ装置の非係合配置から係合配置への変化に対応する。

駆動トルクがさらに方向Ｒに印加されると、既に説明したクランプにより、中心部材１００、連結部材１１０およびとスリーブ部材１２０が、共に方向Ｒに回転する。バルブ部材１２０は、リム１２５と切欠部１３４との係合により、および突出部１２４とスリーブスロット１３２との係合により、スリーブ部材１３０と連結するため、バルブ部材１２０は、同じ回転移動を行い、それに応じて静止部材凹部２０１内で回転する。バルブ部材１２０が移動を開始すると、リム１２５とブロックエッジ２０２ａとの接触が解除される。

駆動トルクがさらに方向Ｒに印加されると、リム１２５が、約１８０°回転した後、下側ブロックエッジ２０２ｂに当接し、それによってバルブ部材１２０およびスリーブ部材１３０のさらなる移動が防止される。この状況は、図９ｄに示される。この状況では、バルブ部材開口部は排出開口部と整列される。

駆動トルクがさらに方向Ｒに印加されると、クランプピン１１１のクランプが解除され、中心部材１００および連結部材１１０は、さらに固着摩擦係合の状態でさらに回転し、一方で、スリーブ部材１２０およびバルブ部材はそれらの位置を維持する。クランプの解除は、係合配置から非係合配置へのバルブクラッチ装置の変更に対応する。

最後に、図９ｅに示されるように、連結ピン１１１は、再び連結ピンブロック１２２ａにぶつかりそして当接する。連結ピン１１１が連結ピンブロック１２２ａに当接している状態で、バルブの切り替えが終了する。図９に示される状況と図９ａに示される状況とを比較すると、スリーブ部材１３０（およびバルブ部材１２０）が１８０°回転しており、連結ピン１１１が異なる連結ピンブロック１２２ａに当接していることを除き、配置が大部分は同一であることがわかる。

その後にさらに、方向Ｒに駆動トルクを印加することにより、中心部材のみが近位方向へのねじ運動を行い、それによって既に説明したように、投与ユニット１の液体充填容積が減少する。中心部材１００のさらなるねじ運動の間、連結ピン１１１は、連結ピンブロック１２２ａにより遮断されるために、中心部材１００と摺動摩擦係合する。

駆動トルクの方向が逆の場合、前に述べたステップは逆の順序で実行され、投与ユニットは流入口バルブ位置から排出口バルブ位置に切り替わる。

Claims

バルブクラッチ装置（１０）であって、前記バルブクラッチ装置（１０）は、
中心軸（Ａ）に沿って延びる中心部材（１００）であって、前記中心軸（Ａ）周りの駆動トルクを受けるように設計される駆動カプラ（１０１）を含む中心部材（１００）と、
前記中心軸（Ａ）と平行に延びる少なくとも１つの連結ピン（１１１）を含む連結部材（１１０）と、
流入口バルブ位置と排出口バルブ位置との間で、前記中心軸（Ａ）周りを回転可能に支持されるバルブ部材（１２０）と、
前記バルブ部材（１２０）に回転方向で係合するように設計され、少なくとも１つのクランプ部材（１３１）を含むスリーブ部材（１３０）と、
を含み、
前記バルブクラッチ装置（１０）は、前記中心部材（１００）が受ける駆動トルクが前記スリーブ部材（１３０）に伝達されない非係合配置と、前記少なくとも１つの連結ピン（１１１）が、細長い前記中心部材（１００）と前記少なくとも１つのクランプ部材（１３１）との間にクランプされる係合配置との間で可逆的に変更可能であり、それによって、前記中心部材（１００）が受ける駆動トルクを、前記スリーブ部材（１３０）を介して前記バルブ部材（１２０）に伝達する、
バルブクラッチ装置（１０）。
前記少なくとも１つの連結ピン（１１１）が、前記中心部材（１００）と摩擦係合する、請求項１記載のバルブクラッチ装置（１０）。
前記少なくとも１つの連結ピン（１１１）と前記中心部材（１００）との前記摩擦係合は、前記中心部材（１００）に対する前記少なくとも１つの連結ピン（１１１）の角度位置に依存して、および／または、前記中心軸（Ａ）の周りでの前記中心部材（１００）の回転方向に依存して、摺動摩擦係合と固着摩擦係合との間で変更可能である、請求項２記載のバルブクラッチ装置（１０）。
前記バルブクラッチ装置（１０）は、角度的に互いに離間した連結ピンブロック（１２２ａ）を含み、クランプ部材（１３１）は、隣り合う２つの連結ピンブロック（１２２ａ）の間に角度的に対称に配置される、請求項１〜３のいずれか１項に記載のバルブクラッチ装置（１０）。
前記連結ピンブロック（１２２ａ）は、前記バルブ部材（１２０）のアーム部材（１２２）により形成され、前記アーム部材（１２２）は、前記中心軸（Ａ）に略平行に延びる、請求項４記載のバルブクラッチ装置（１０）。
前記連結部材（１１０）は複数の連結ピン（１１１）を含み、前記スリーブ部材（１３０）は、複数のクランプ部材（１３１）を含み、前記クランプ部材（１３１）の数は、前記複数の連結ピン（１１１）の数に対応している、請求項１〜５のいずれか１項に記載のバルブクラッチ装置（１０）。
前記中心部材（１００）は、雄ねじを有する中心部材ねじ部分（１０２）を含み、前記バルブ部材（１２０）は、対応する雌ねじ（１２３）を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載のバルブクラッチ装置（１０）。
前記バルブクラッチ装置（１０）は、バルブ部材ブロック（１２５）を含み、前記バルブ部材ブロック（１２５）は、前記流入口バルブ位置および前記排出口バルブ位置のそれぞれにおいて、前記バルブ部材（１２０）の回転運動を遮断する、請求項１〜７のいずれか１項に記載のバルブクラッチ装置（１０）。
前記連結部材（１１０）は連結部材基部（１１２）を含み、前記連結部材基部（１１２）は、前記連結部材基部（１１２）から突出する前記少なくとも１つの連結ピン（１１１）を有して前記中心部材（１００）の周りを回転可能に配置される、請求項１〜８のいずれか１項に記載のバルブクラッチ装置（１０）。
前記中心部材（１００）、前記連結部材（１１０）、前記スリーブ部材（１３０）、および前記バルブ部材は、前記中心軸（Ａ）と同軸に配置されている、請求項１〜９のいずれか１項に記載のバルブクラッチ装置（１０）。
前記中心部材（１００）が、前記バルブ部材（１２０）の内部において密閉および摺動係合するように配置されることにより、前記中心部材（１００）がピストン部材として機能する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のバルブクラッチ装置（１０）。
前記駆動カプラ（１０１）は、駆動ピン（３０）を、前記中心軸（Ａ）に沿って摺動係合するように、および前記中心軸（Ａ）に対し実質的に強固に回転方向で係合するように、受容するように設計される、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のバルブクラッチ装置（１０）。
前記バルブ部材（１２０）は、シリンダと、前記シリンダの内部容積に流体的に連通するバルブ部材開口部とを含む、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のバルブクラッチ装置（１０）。
液体薬剤投与ユニット（１）であって、前記液体薬剤投与ユニット（１）は、
請求項１３に記載のバルブクラッチ装置（１０）と、
前記中心軸（Ａ）の周りを密閉して回転可能である前記バルブ部材（１２０）を支持し、流入開口部および排出開口部を含む静止部材（２０）と、
を含み、
前記バルブ部材開口部は、前記流入口バルブ位置においては、前記流入開口部と流体的に連通し、あるいは前記排出口バルブ位置においては、前記排出開口部と流体的に連通する、
液体薬剤投与ユニット（１）。