KR101259769B1 - 해제가능한 커플링 및 주사 장치 - Google Patents

해제가능한 커플링 및 주사 장치 Download PDF

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Abstract

하우징(212)은 주사기를 수용하고, 주사바늘(218; needle)이 하우징으로부터 연장하는 연장된 위치로부터 주사바늘이 연장하지 않은 후퇴 위치까지 주사기를 편향시키기 위한 복귀 스프링(226)을 포함한다. 구동 스프링(230)은 제 1 구동 부재(232)에 작용하고, 제 2 구동 부재(234)는 주사기에 작용하여 주사기가 후퇴 위치로부터 연장된 위치로 전진하게 하고 그 내용물을 주사바늘을 통해 배출시킨다. 제 1 구동 부재는 일단 공칭 커플링 위치에 도달하였으면 제 2 구동 부재에 대해 이동할 수 있다. 해제 메커니즘(release mechanism)은 제 1 구동 부재(234)가 공칭 해제 위치까지 추가로 전진될 때 주사기(214)를 구동 스프링의 작용으로부터 해제시키게 작동되고, 그 결과 복귀 스프링은 주사기를 후퇴 위치로 복원시킨다.
Figure R1020067026619
주사기, 주사바늘, 스프링, 커플링, 암

Description

해제가능한 커플링 및 주사 장치{Releasable coupling and injection device}
본 발명은 주사기를 수용하고 연장시키고 그 내용물을 배출한 다음에 자동적으로 후퇴시키는 타입의 주사 장치에 사용하기 위한 해제가능한 커플링(releasable coupling)에 대한 것이다. 이러한 일반적인 종류의 장치들이 WO 95/35126호 및 EP-A-0 516 473호에 도시되어 있고, 구동 스프링과, 주사기의 내용물이 일단 배출되었다면 구동 스프링의 영향으로부터 주사기를 해제하여 복귀 스프링에 의해 후퇴하게 하는 일정 형태의 해제 메커니즘을 사용하는 경향이 있다.
장치의 다양한 구성요소들의 공차들이 누적되므로, 해제 메커니즘이 유효함을 보장하기 위해 해제 메커니즘의 작동에 일정한 안전여유(safety margin)를 주어야 한다. 안전여유를 저평가한 결과, 주사기 내용물이 일단 배출되어도 해제 메커니즘이 작동하는데 실패할 수 있고, 이는 특히 자기-투약(self-administered) 약물에 대해 자동적으로 후퇴하게 되어 있는 장치에서는 만족스럽지 않게 된다. 다른 한편, 안전여유를 과다 평가하는 것은 주사기 내용물의 일부가 주사기가 후퇴한 후에도 배출됨을 의미하며, 이는 우선 일회 투여량이 불충분하게 되고 다음으로 소위 "젖은(wet)" 주사(injection)가 될 수 있다. 젖은 주사들은 특히 자기-투약 약물과 관련하여, 까다로운 사람들(the squeamish)에게 바람직하지 않다.
영국 특허출원 제 0210123호, 제 0229384호 및 제 0325596호는 이 문제를 처리하도록 설계된 일련의 주사 장치들을 설명한다. 각각 주사기가 완전히 배출했음을 보장하기 위한 시도로서 해제 메커니즘이 작동한 후에 일정 기간동안 주사기의 해제를 지연하는 적절한 도구(trick)를 사용한다. 영국 특허출원 제 0325596호에 예시된 장치들은 주사기 내용물의 완전한 배출을 보장하는데 특히 효과적인 유체-감쇠(damping) 지연 메커니즘을 포함하는 2-부분 구동부를 사용한다. 각각의 경우에, 이 장치는 2개의 해제(unlatching) 메커니즘에 의존한다. 제 1 해제 메커니즘은 유체 감쇠 메커니즘을 시작시키고, 제 2 해제 메커니즘은 주사기를 액츄에이터(actuator)로부터 해제하여 후퇴할 수 있게 한다. 해제 메커니즘들은 장치 케이스(device casework)에 대해 공칭 해제 위치들로 전진된 주사 장치의 구성요소들에 의해 작동된다. 주사기에 대해 공칭 해제 위치들로 전진된 주사 장치의 구성요소들에 의해 작동되는, 본원에 설명된 메커니즘들을 포함하는 해제 메커니즘들은 본 출원인의 동시출원 제[아직 통지받지 못함]호에 설명되어 있다.
도 1은 하우징(112)이 피하(hypodermic) 주사기(114)를 내장하는 이러한 주사 장치(110)를 도시한다. 주사기(114)는 한 단부가 피하 주사바늘(118)로 되어 있고 다른 단부가 플랜지(120)로 되어있는 주사기 본체(116)를 포함하는 종래 타입이다. 주사기(114)의 내용물을 배출하는데 통상적으로 사용되는 종래의 플런저는 수작업으로 제거되었고 후술하는 바와 같이 마개(122; bung)에서 끝나는 구동 부재(134)로 교체되었다. 이 구동 부재(134)는 주사기 본체(116) 내의 투여될 약(124)을 한정하고 있다. 예시된 주사기는 피하주사기 타입이지만, 이는 필수적이지는 않다. 경피- 또는 피부 관통(ballistic dermal) 및 피하(subcutaneous) 주사기들도 본 발명의 주사 장치와 함께 사용될 수 있다. 일반적으로, 주사기는 배출 노즐을 포함해야 하며, 피하 주사기에서 이 배출 노즐은 주사바늘(118)이다.
예시된 바와 같이, 하우징은 주사바늘(118)이 하우징(112)내의 개구(128)로부터 연장하는 연장 위치로부터 배출 노즐(118)이 하우징(112) 내에 담겨지는 후퇴 위치로 주사기(114)를 편향시키는 복귀 스프링(126)을 포함한다. 복귀 스프링(126)은 슬리브(127)를 통해 주사기(114)에 작용한다.
하우징의 다른 단부에는 압축 구동 스프링(130)이 있다. 구동 스프링(130)으로부터의 구동력은 다중부품 구동부(multi-component drive)를 통해 주사기(114)로 전달되어 이 주사기를 후퇴 위치로부터 연장 위치로 전진하게 하고 그 내용물을 주사바늘(118)을 통해 배출한다. 구동부는 약(124)과 주사기(114)에 직접 작용하여 이 작업을 완수한다. 약을 통해 작용하는 정수압력(hydrostatic force)과, 더 작은 크기로 마개(122)와 주사기 본체(116) 간의 정적 마찰력이 초기에 복귀 스프링(126)이 바닥에 도달하거나 또는 주사기 본체(116)가 그 운동을 지연시키는 다른 장애물과 만날 때까지 이들이 함께 전진함을 보장한다.
구동 스프링(130)과 주사기(114) 사이의 다중부품 구동부는 3개의 주요 구성요소로 구성된다. 구동 슬리브(131)는 구동 스프링(130)으로부터 구동력을 받아 제 1 구동 부재(132) 상의 가요성 래치 암들(133; flexible latch arms)에 전달한다. 이는 다음에 구동력을 가요성 래치 암들(135)을 통해 제 2 구동 부재, 즉 이미 언급한 구동 부재(134)에 전달한다.
제 1 구동 부재(132)는 중공 스템(140; hollow stem)을 포함하고, 이 스템의 내부 공동은 채집실로부터 스템(140)의 단부를 통해 연장하는 통풍구(144; vent)와 소통하는 채집실(142)을 형성한다. 제 2 구동부재(134)는 일 단부가 스템(140)을 수용하고 다른 단부에서 닫혀 있는 한쪽이 막힌 구멍(146; blind bore)을 포함한다. 알 수 있듯이, 구멍(146)과 스템(140)은 유체 저장부를 형성하고, 그 안에 감쇠 유체가 담겨 있다.
트리거(trigger: 도시않음)가 하우징(112)의 중간에 제공되고, 작동할 때, 하우징(112)으로부터 구동 슬리브(131)와의 커플링을 해제시키는 작용을 하여, 하우징(112)에 대해 구동 스프링(130)의 영향 하에 이동할 수 있게 한다. 그 다음에, 장치의 작동은 하기와 같다.
초기에, 구동 스프링(130)은 구동 슬리브(131)를 이동시키고, 구동 슬리브(131)는 제 1 구동 부재(132)를 이동시키고, 제 1 구동 부재(132)는 제 2 구동 부재(134)를 이동시키며, 각각의 경우에 가요성 래치 암들(133, 135)을 통해 작용하게 된다. 제 2 구동 부재(134)가 이동하고, 정적 마찰력과 투여될 약(124)을 통해 작용하는 정수압력 덕택에 복귀 스프링(126)의 작용을 이기고 주사기 본체(116)를 이동시킨다. 복귀 스프링(126)이 압축되고 피하 주사바늘(118)이 하우징(112)의 출구 구멍(128)으로부터 나온다. 이는 복귀 스프링(126)이 바닥에 닫거나 또는 주사기 본체(116)가 그 운동을 지연시키는 다른 장애물을 만날 때까지 계속된다. 주사기 본체(116)와 제 2 구동 부재(134) 간의 정적 마찰과 투여될 약(124)을 통해 작용하는 정수압력이 구동 스프링(130)에 의해 발생된 총 구동력에 저항하기에는 불충분하므로, 이 지점에서 제 2 구동 부재(134)는 주사기 본체(116) 내에서 이동하기 시작하고 약(124)이 배출되기 시작한다. 그러나, 제 2 구동 부재(134)와 주사기 본체(116) 간의 동적 마찰과, 투여될 약(124)을 통해 작용하는 정수압력은 복귀 스프링(126)을 그 압축된 상태로 유지하기에 충분하여, 피하 주사바늘(118)이 연장된 상태를 유지한다.
제 2 구동 부재(134)가 주사기 본체(116) 내에서 그 행정의 끝에 도달하기 전에, 그러므로 주사기의 내용물이 완전히 배출되기 전에, 제 1 및 제 2 구동 부재들(132, 134)을 링크(link) 연결하는 가요성 래치 암들(135)이 협착부(constriction: 137)에 도달한다. 협착부(137)는 주사기 플랜지(120)에 부착된 구성요소(162)에 의해 형성되며, 그러므로 주사기(114)가 후퇴 위치로부터 연장위치로 전진할 때 구성요소(162)가 주사기와 함께 전진함이 이해될 것이다. 협착부(137)는 도시된 위치로부터 내측으로, 협착부(137)상의 경사면들의 도움을 받아 래치 암들이 제 1 구동 부재(136)를 제 2 구동 부재(134)에 더 이상 커플링하지 않는 위치로 가요성 래치 암들(135)을 이동시킨다. 일단 이렇게 되면, 제 1 구동 부재(132)가 더 이상 제 2 구동 부재(134)에 작용하지 않아, 제 1 구동 부재(132)가 제 2 구동 부재(134)에 대하여 이동하게 한다.
이런 구조와 관련된 한가지 단점은 래치 암들(135)이 구동 부재들이 지나가야 하는 협착부(137)에 의해 휘어질 수 있고, 또한 이 협착부가 래치 암들(135)을 휘어 이 암들의 외측 맨끝 부분들이 제 2 구동 부재(134)의 외측면들과 만날 수 있다는 점이다. 제 1 및 제 2 구동 부재들(132)이 상대이동할 때, 래치 암들(135)이 추가로 휘어야 하므로, 암들의 외측 극단부들이 제 2 구동 부재(134)의 내면과 만난다. 이 요구조건은 제조를 어렵게 만들고 해제 메커니즘 자체의 신뢰성에도 영향을 미친다.
감쇠 유체가 제 2 구동 부재(134)내의 한쪽이 막힌 구멍(146)과 제 1 구동 부재(132)의 단부 사이에 형성된 저장부(148) 내에 담겨 있으므로, 저장부(148)의 체적은 제 1 구동 부재가 구동 스프링(130)에 의해 작동될 때 제 1 구동 부재(132)가 제 2 구동 부재(134)에 대해 상대이동하므로 감소하는 경향이 있다. 저장부(148)가 축소될(collapse) 때, 감쇠 유체는 통풍구(144)를 통해 채집실(142)로 밀려간다. 그러므로, 일단 가요성 래치 암들(135)이 해제되면, 구동 스프링(130)에 의해 가해지는 힘이 감쇠 유체에 작용하고, 이 유체를 통풍구(144)에 의해 형성된 협착부를 통해 흐르게 하고, 또한 유체를 통해 정수압으로 그리고 제 1 및 제 2 구동 부재들(132, 134) 사이의 마찰을 통해 제 2 구동 부재(134)에 작용하여 구동시킨다. 감쇠 유체의 유동과 관련한 손실들은 주사기의 본체에 작용하는 힘을 크게 감쇠시키지는 않는다. 그러므로, 복귀 스프링(126)은 압축된 상태를 유지하고, 피하 주사바늘(118)은 연장된 상태를 유지한다.
일정 시간 후에, 제 2 구동 부재(134)가 주사기 본체(116) 내의 그 행정을 완료하고 더 이상 움직일 수 없게 된다. 이 지점에서, 주사기(114)의 내용물은 완전히 배출되고, 구동 스프링(130)에 의해 가해지는 힘은 제 2 구동 부재(134)를 그 종단(terminal) 위치에 유지하고 계속해서 감쇠 유체가 통풍구(144)를 통해 흐르게 작용하여, 제 1 구동 부재(132)가 계속 이동하게 한다.
유체 저장부(148)의 유체가 완전히 배출되기 전에, 제 1 구동 부재(132)와 구동 슬리브(131)를 링크 연결하는 가요성 래치 암들(133)은 주사기 플랜지(120)에 부착된 구성요소(162)에 의해 제공되는 다른 협착부(139)에 도달한다. 이 협착부(139)는, 협착부(139)의 경사면들의 도움을 받아 가요성 래치 암들(133)을 도시된 위치로부터 내측으로, 이 암들이 구동 슬리브(131)를 제 1 구동 부재(132)에 더 이상 커플링시키지 않는 위치까지 이동시킨다. 일단 이렇게 되면, 구동 슬리브(131)는 더 이상 제 1 구동 부재(132)에 작용하지 않아, 이들이 상대이동할 수 있게 된다.
래치 암들(133)은 행정 초기에 큰 충격 부하를 견딜 수 있어야 하지만, 또한 비교적 작은 해제력으로 해제될 수 있어야 한다. 실험 결과, 이 이중 요구사항은 가요성 래치 암들(133)에 의해 달성하기가 매우 어려운데, 즉 래치 암들이 충격 부하를 견디기에 충분한 강성을 가지도록 만들면, 래치 암들이 허용가능한 작은 힘으로 용이하게 해제될 수 없다는 것을 알았다.
일단 구동 슬리브(131)가 더 이상 제 1 구동 부재(132)에 작용하지 않으면, 물론 주사기(114)가 해제되는데, 왜냐하면 구동 스프링(130)에 의해 발생된 힘이 더 이상 주사기(114)에 전달되지 않고 주사기에 작용하는 유일한 힘이 복귀 스프링(126)으로부터의 복귀력이기 때문이다. 그러므로, 주사기(114)는 이제 후퇴 위치로 복귀하고 주사 사이클이 완료된다.
이 모두는 일단 캡(111)이 하우징(112)의 말단에서 제거되었고 주사기로부터 보호용 덮개(123; boot)가 제거되었을 때에만 이루어진다.
상술한 바와 같이, 도 1에 예시된 디자인에는 2가지 단점이 있다. 첫 번째는 제 1 및 제 2 구동 부재들이 상대운동할 수 있게 하기 위해, 래치 암들이 지나가게 되는 협착부에 의해 휘어지는 것보다 더 많이 휘어져야 한다는 것이다. 이 요구조건은 제조를 어렵게 만들고, 해제 메커니즘 자체의 신뢰성에도 영향을 줄 수 있다. 본 발명의 목적은 이러한 단점을 겪지 않는 개선된 구동 커플링 및 해제(unlatching) 메커니즘을 제공하는 것이다.
따라서, 본 발명은,
제 1 돌출 가요성 암을 갖는 제 1 구동 부재;
상기 제 1 구동 부재에 대해 슬라이딩할 수 있는 제 2 구동 부재를 포함하는 해제가능한 구동 커플링을 제공하며,
상기 제 2 구동 부재는,
축방향 부하가 하나의 구동 부재로부터 다른 구동 부재에 전달되게 하기 위해 제 1 가요성 암을 수용하도록 구성된 구동면과;
제 2 돌출 가요성 암의 내측방향의 휘어짐이 제 1 가요성 암에 작용하게 하고 그리고 제 1 가요성 암을 더 이상 구동면에 의해 수용되지 않도록 제 1 가용성 암을 휘어지게 하고, 제 1 구동 부재들이 제 2 구동 부재들에 대해 슬라이딩하여 구동 커플링이 해제되도록 하는, 상기 구동면에 대해 배치되는 제 2 돌출 가요성 암을 갖는다.
제 1 가요성 암들을 사용하여 제 2 가요성 암들이 휘어지도록 하기 때문에 구동 부재들이 상대운동할 때 제 2 가요성 암들이 더 이상 추가로 휘어질 필요가 없다는 것을 바로 알 수 있을 것이다.
바람직하게는, 제 1 가요성 암들은 축방향 부하를 하나의 구동 부재로부터 다른 구동 부재로 전달하기 위해 압축된 상태로 작동한다. 이는, 장력을 받는 상태(under tension)의 가요성 암들을 사용하는데 따른 한가지 문제점, 즉 래치를 해제하기 힘들게 할 수 있으며 비교적 큰 해제력(delatching force)을 필요로 하는 문제점을 제거한다. 압축을 받는 암은 유지 부하(carrying load) 대 해제 부하의 적절한 비율을 제공하고, 안정적인 구성이다.
편의를 위해, 커플링은 하기와 같이 배치될 수 있다:
제 1 구동 부재가 내측 구동 부재이고;
제 1 가요성 암이 상기 내측 구동 부재로부터 외측으로 돌출하고;
제 2 구동 부재가 상기 내측 구동 부재 상에서 슬라이딩할 수 있는 외측 구동 부재이고;
제 2 가요성 암이 상기 외측 구동 부재로부터 외측으로 돌출하고;
제 2 가요성 암이 내측으로 휘게 되면 제 1 가요성 암을 내측으로 휘게 만든다.
바람직하게는, 외측 구동 부재는 내측 구동 부재가 수용되는 구멍을 갖는다. 내측 구동 부재는 다수의 외측으로 돌출하는 제 1 가요성 암을 갖고; 외측 구동 부재는 상응하는 다수의 구동면과 상응하는 다수의 외측으로 돌출하는 제 2 가요성 암을 가질 수 있다. 대칭성 때문에, 이러한 외측으로 돌출하는 제 1 및 제 2 가요성 암들은 내측 구동 부재의 외주 둘레에 실질적으로 등간격으로 이격될 수 있다.
본 발명을 간단히 확장한 것으로서 본 발명의 자동 해제가능한 구동 커플링은,
본 발명에 따른 해제가능한 구동 커플링;
구동 구성요소들 중의 하나에 작용하는 액츄에이터;
외측 구동 부재가 액츄에이터에 의해 전진될 때 제 2 가요성 암을 내측으로 휘게 하고 자동적으로 구동 커플링을 해제시키도록 배치되는 디커플링(decoupling) 구성요소를 포함한다.
디커플링 구성요소는 액츄에이터에 의해 작동될 때 내측 및 외측 구동 부재들이 지나가는 채널(channel)을 포함할 수 있고, 상기 채널은 외측 구동 부재가 채널을 지나갈 때 제 2 가요성 암을 내측으로 휘게 하며 자동적으로 구동 커플링을 해제시키도록 배치된다.
본 발명을 주사 장치에 적용할 때, 본 발명은,
배출 노즐을 갖는 주사기를 수용하도록 구성되며, 배출 노즐이 하우징으로부터 연장하는 연장 위치로부터 배출 노즐이 하우징 내에 수용되는 후퇴 위치로 주사기를 편향하는 편향수단을 포함하는 하우징;
본 발명에 따른 자동 해제가능한 구동 커플링을 제공하며,
상기 구동 커플링에서 내측 구동 부재는 액츄에이터에 의해 작동하고 외측 구동 부재는 주사기에 작용하여 이를 후퇴 위치로부터 연장위치로 전진시키고 그 내용물을 배출 노즐을 통해 배출하고;
디커플링 구성요소는 구동 부재들이 공칭 디커플링 위치로 전진되었을 때 구동 커플링을 자동적으로 해제시킨다.
도 1의 장치와 관련한 두 번째 결점은 액츄에이터를 제 1 구동 부재에 커플링하는 래치 암들의 가요성과 강성의 이중 요구사항이 조화되기 어렵다는 점이다. 본 발명의 추가 목적은 이 요구조건을 제거하는 것이다. 따라서, 본 발명의 제 2 특징은,
배출 노즐을 갖는 주사기를 수용하도록 구성되며, 배출 노즐이 하우징으로부터 연장하는 연장 위치로부터 배출 노즐이 하우징 내에 수용되는 후퇴 위치로 주사기를 편향시키는 편향수단(biasing means)을 포함하는 하우징;
액츄에이터;
제 1 구동 부재가 액츄에이터에 의해 작동되어 결국 제 2 구동 부재에 작용하고, 제 2 구동 부재는 주사기에 작용하여 이를 후퇴 위치로부터 연장 위치로 전진시키고 그 내용물을 배출 노즐을 통해 배출하고, 제 1 구동 부재가 액츄에이터에 의해 작동되고 제 2 구동 부재가 주사기에 의해 억제될 때 제 1 구동 부재는 제 2 구동 부재에 대해 상대이동할 수 있는 제 1 및 제 2 구동 부재를 포함하는 주사 장치를 제공하는 것이며;
상기 액츄에이터와 상기 제 1 구동 부재 중에서, 하나는 다른 하나의 제 2 구동면과 결합하는 가요성 암을 포함하여, 액츄에이터가 제 1 구동 부재에 작용하게 하고 액츄에이터가 제 1 구동 부재에 대해 이동하는 것을 방지하고;
제 2 구동 부재는 제 1 구동 부재가 제 2 구동 부재에 대해 공칭 해제 위치로 전진되었을 때까지 구동면으로부터 가요성 암이 해제되는 것을 방지하는 정지부(stop)를 포함하며, 그 결과 가요성 암은 제 2 구동면으로부터 해제되어 액츄에이터가 제 1 구동 부재에 대해 이동할 수 있게 하므로 액츄에이터의 작용으로부터 주사기를 해제하며, 그 결과 편향 수단은 주사기를 후퇴 위치로 복원시킨다.
마찬가지로, 배출 노즐을 갖는 주사기를 수용하도록 구성되고, 배출 노즐이 하우징으로부터 연장하는 연장 위치로부터 배출 노즐이 하우징 내에 수용되는 후퇴 위치로 주사기를 편향시키는 편향수단을 포함하는 하우징;
액츄에이터;
액츄에이터에 의해 작용되며 주사기에 작용하여 그 내용물을 배출 노즐을 통해 배출시키는 구동부를 포함하는 주사 장치가 제공되고;
상기 액츄에이터와 상기 구동부 중에, 하나는 다른 하나의 구동면과 결합하는 가요성 암을 포함하여, 액츄에이터가 구동부에 작용하게 하고 액츄에이터가 구동부에 대해 이동하는 것을 방지하고;
여기서 가요성 암은 구동부가 공칭 해제 위치로 전진될 때까지 구동면으로부터 해제되는 것이 방지되고, 그 결과 가요성 암은 구동면으로부터 해제되어, 액츄에이터가 구동부에 대해 이동하게 하므로, 주사기가 액츄에이터의 작용으로부터 해제되고, 그 결과 편향 수단이 주사기를 후퇴 위치로 복원시킨다.
가요성 암을 억제하여 구동면으로부터 해제되는 것을 방지하기 위해 정지부를 사용하면, 이 암은 도 1의 경우와 같이 강성으로 만들어질 필요가 없다. 그러므로, 더욱 가요성이 큰 가요성 재료가 사용될 수 있고, 도 1의 장치와 관련한 단점들이 회피된다.
바람직하게는, 제 1 구동 부재에 가해진 액츄에이터의 작용은 가요성 암을 구동면으로부터 해제시키는 경향이 있지만, 상기 공칭 해제 위치에 도달할 때까지 정지부에 의해 해제되는 것이 방지된다.
본 발명의 이 특징을 편리하게 실시할 때, 제 2 가요성 암은 멈춤쇠(detent)를 포함하고 정지부는 상기 공칭 해제 위치에 도달될 때 상기 멈춤쇠와 정합하므로, 가요성 암들이 휘게 된다. 바람직하게는, 제 2 가요성 암은 제 2 구동면과 결합하는 위치를 향해 편향되고 액츄에이터의 작용은 제 2 가요성 암의 편향력(bias)을 이기고 제 2 가요성 암을 이동하게 하므로, 제 2 가요성 암을 구동면으로부터 해제시킨다.
이제, 본 발명은 첨부한 도면들을 참조하여 예를 들어 설명된다.
도 1은 상술한 바와 같은 비교예인 주사 장치의 예시도.
도 2는 본 발명의 실시예의 도면.
도 2는 하우징(212)이 피하 주사기(214)를 내장하고 있는 주사 장치(210)를 도시한다. 주사기(214)는 역시 종래의 타입이고, 한 단부가 피하 주사바늘(218)로 되어 있고 다른 단부가 플랜지(220)로 되어 있는 주사기 본체(216)와, 투여될 약(224)을 주사기 본체(216) 내에 억제하는 고무 마개(222)를 포함한다. 일반적으로 고무 마개(222)에 연결되며 수동으로 주사기(214)의 내용물을 배출하는데 사용될 수 있는 종래의 플런저가 제거되고 후술하는 바와 같이 다중부품 구동 부재로 대체되었다. 예시된 주사기는 다시 피하주사기 타입이지만, 이는 필수적인 것은 아니다. 예시된 바와 같이, 하우징은 주사기(214)를 주사바늘(218)이 하우징(212)의 구멍(228)으로부터 연장하는 연장 위치로부터 피하 주사바늘(218)이 하우징(212) 내에 수용되는 후퇴 위치로 편향시키는 복귀 스프링(226)을 포함한다. 복귀 스프링(226)은 슬리브(227)를 통해 주사기(214)에 작용한다.
하우징의 다른 단부에는 압축 구동 스프링(230)이 있다. 구동 스프링(230)으로부터의 구동력은 다중부품 구동부를 통해 전달되어 주사기(214)가 후퇴 위치로부터 연장 위치로 전진하게 하고 그 내용물을 주사바늘(218)을 통해 배출한다. 구동부는 약(224)과 주사기(214)에 직접 작용하여 이 작업을 완수한다. 약을 통해 작용하는 정수압력들과, 더 작은 크기로서 마개(222)와 주사기 본체(216) 간의 정적 마찰은 복귀 스프링(226)이 바닥에 닿거나 또는 주사기 본체(216)가 그 운동을 저지하는 다른 장애물과 만날 때까지 이들이 함께 전진하는 것을 초기에 보장한다.
구동 스프링(230)과 주사기(214) 간의 다중부품 구동부는 다시 3개의 주요 구성요소들로 구성된다. 구동 슬리브(231)는 구동 스프링(230)으로부터 구동력을 받고 이를 제 1 구동 부재(232) 상의 가요성 래치 암들(233)에 전달한다. 이들 부재는 상세도 "A"에 도시되어 있다. 다음에 제 1 구동 부재(232)는 가요성 래치 암들(235)을 통해 구동력을 제 2 구동 부재(234)에 전달한다. 이들 부재는 상세도 "B"에 도시되어 있다. 앞서와 같이, 제 1 구동 부재(232)는 중공 스템(240)을 포함하고, 스템의 내부 공동은 채집실(242)을 형성한다. 제 2 구동 부재(234)는 한 단부가 스템(240)을 수용하게 개방되고 다른 단부가 막혀 있는, 한쪽이 막힌 구멍(246; blind bore)을 포함한다. 알 수 있듯이, 구멍(246)과 스템(240)은 유체 저장부(248)를 형성하고, 그 안에 감쇠 유체가 담겨 있다.
트리거(도시않음)가 하우징(212)의 중간에 제공되고, 작동할 때, 하우징(212)으로부터 구동 슬리브(231)와의 커플링을 해제하는 작용을 하여, 하우징(212)에 대해 구동 스프링(230)의 영향 하에 이동할 수 있게 한다. 그 다음에, 장치의 작동은 하기와 같다.
초기에, 구동 스프링(230)은 구동 슬리브(231)를 이동시키고, 구동 슬리브(231)는 제 1 구동 부재(232)를 이동시키고, 제 1 구동 부재(232)는 제 2 구동 부재(234)를 이동시키며, 각각의 경우에 가요성 래치 암(233, 235)을 통해 작용하게 된다. 제 2 구동 부재(234)가 이동하고, 정적 마찰력과 투여될 약(224)을 통해 작용하는 정수압력 덕택에 복귀 스프링(226)의 작용을 이기고 주사기 본체(216)를 이동시킨다. 복귀 스프링(226)이 압축되고 피하 주사바늘(218)이 하우징(212)의 출구(228)로부터 나온다. 이는 복귀 스프링(226)이 바닥에 닫거나 또는 주사기 본체(216)가 그 운동을 저지하는 다른 장애물을 만날 때까지 계속된다. 주사기 본체(216)와 마개(222) 간의 정적 마찰과 투여될 약(224)을 통해 작용하는 정수압력이 구동 스프링(230)에 의해 발생된 총 구동력에 저항하기에는 불충분하므로, 이러한 시점에서 제 2 구동 부재(234)는 주사기 본체(216) 내에서 이동하기 시작하고 약(224)이 배출되기 시작한다. 그러나, 마개(222)와 주사기 본체(216) 간의 동적 마찰과 투여될 약(224)을 통해 작용하는 정수압력은 복귀 스프링(226)을 그 압축된 상태로 유지하기에 충분하여, 피하 주사바늘(218)이 연장된 상태를 유지한다.
제 2 구동 부재(234)가 주사기 본체(216) 내에서 그 행정의 끝에 도달하기 전에, 그러므로 주사기의 내용물이 완전히 배출되기 전에, 제 1 및 제 2 구동 부재들(232, 234)을 링크 연결하는 가요성 래치 암들(235)이 협착부(237)에 도달한다. 협착부(237)는, 초기에 다른 모든 구성요소들에 대해 자유롭게 이동하지만 제 2 구동 부재(234) 상의 보조 가요성 암들(247)과 주사기 플랜지(220) 사이에 구속되는 구성요소(262)에 의해 형성된다. 이들 보조 가요성 암들(247)은 제 1 구동 부재(232)의 가요성 암들(235) 상에 있고, 이에 의해 구동력이 제 2 구동 부재(234)에 전달된다. 도 2는 보조 가요성 암들(247)이 구성요소(262)내의 협착부(237)와 접촉하기 시작하는 위치에서의 주사 장치(210)를 예시한다.
협착부(237)는 암들의 경사면들의 도움을 받아 보조 가요성 암들(247)을 내측으로 이동시키고, 다음에 보조 가요성 암들(247)은 가요성 암들(235)을 이동시키고, 이에 의해 구동력이 제 1 구동 부재(232)로부터 제 2 구동 부재(234)로, 도시된 위치로부터 내측으로, 이들이 더이상 제 1 및 제 2 구동 부재를 함께 커플링하지 않는 위치로 전달된다. 일단 이렇게 되면, 제 1 구동 부재(232)는 더 이상 제 2 구동 부재(234)에 작용하지 않아, 제 1 구동 부재(232)가 제 2 구동 부재(234)에 대해 이동하게 한다.
감쇠 유체가 제 1 구동 부재(232)의 끝과 제 2 구동 부재(234)의 한쪽이 막힌 구멍(246) 사이에 형성된 저장부(248) 내에 담겨 있으므로, 저장부(248)의 체적은 제 1 구동 부재가 구동 스프링(230)에 의해 작용될 때 제 1 구동 부재(232)가 제 2 구동 부재(234)에 대해 이동함에 따라 감소하는 경향이 있다. 저장부(248)가 축소됨(collapse)에 따라, 감쇠 유체는 채집실(242)로 밀려간다. 그러므로, 일단 가요성 래치 암들(235)이 해제되면, 구동 스프링(230)에 의해 가해지는 힘은 감쇠 유체에 작용하고, 유체를 채집실(242)로 흐르게 하고, 유체를 통해 정수압력으로 그리고 제 1 및 제 2 구동 부재들(232, 234) 간의 마찰을 통해 그곳에서부터 제 2 구동 부재(234)를 경유해 작용한다. 감쇠 유체의 유동과 관련한 손실들은 주사기의 본체에 작용하는 힘을 크게 감쇠시키지 않는다. 그러므로, 복귀 스프링(226)은 압축된 상태를 유지하고, 피하 주사바늘은 연장된 상태를 유지한다.
일정 시간 후에, 제 2 구동 부재(234)는 주사기 본체(216) 내에서의 행정을 완료하고 더 이상 갈 수 없다. 이 시점에서, 주사기(214)의 내용물은 완전히 배출되고, 구동 스프링(230)에 의해 가해지는 힘은 제 2 구동 부재(234)를 그 종단 위치에 유지하고 감쇠 유체가 채집실(142)로 계속 흐르게 작용하여, 제 1 구동 부재(232)가 계속 운동하게 한다.
제 2 구동 부재(234)의 후방의 플랜지(270)는 정상적으로 가요성 암(233)과 구동 슬리브(231)의 결합상태를 유지한다. 그러나, 유체 저장부(248)의 유체가 완전히 배출되기 전에, 제 1 구동 부재(232)와 구동 슬리브(231)를 링크 연결하는 가요성 래치 암들(233)은, 플랜지(270)가 가요성 암들(233)의 리베이트(272; rebate)와 정합하게 될 정도로 제 2 구동 부재에 대해 충분히 멀리 전방으로 이동하며, 이 상태에서 플랜지가 가요성 암들(233)과 구동 슬리브(231)와의 결합 상태를 유지하는 효과를 중지하게 된다. 이제, 구동 슬리브(231)는 가요성 암들(233)의 경사진 래칭면(274)들의 도움을 받아 가요성 래치 암들(233)을 도시된 위치로부터 내측으로, 이들이 구동 슬리브(231)를 제 1 구동 부재(232)에 더 이상 커플링하지 않는 위치로 이동시킨다. 일단 이렇게 되면, 구동 슬리브(231)는 더 이상 제 1 구동 부재(232)에 작용하지 않아, 이들 구동 슬리브와 제 1 구동 부재가 상대이동할 수 있게 된다. 이 지점에서, 물론, 주사기(214)는 해제되는데, 왜냐하면 구동 스프링(230)에 의해 발생된 힘들이 더 이상 주사기(214)에 전달되지 않고, 주사기에 작용하는 단 하나의 힘은 복귀 스프링(226)으로부터의 복귀력이기 때문이다. 그러므로, 주사기(214)는 이제 후퇴 위치로 복귀하고 주사 사이클이 완료된다.

Claims (31)

  1. 제 1 돌출 가요성 암(235)을 갖는 제 1 구동 부재(232); 및
    상기 제 1 구동 부재(232)에 대해 슬라이딩할 수 있는 제 2 구동 부재(234)를 포함하고,
    상기 제 2 구동 부재는,
    축방향 부하들이 하나의 구동 부재로부터 다른 구동 부재에 전달되게 하기 위해 상기 제 1 돌출 가요성 암(235)을 수용하도록 구성된 구동면; 및
    제 2 돌출 가요성 암(247)이 내측으로 휘어지면 상기 제 1 돌출 가요성 암(235)에 작용하게 하여 더 이상 상기 구동면에 의해 수용되지 않도록 상기 제 1 돌출 가요성 암을 휘어지게 하고, 상기 제 1 구동 부재들(232)이 상기 제 2 구동 부재들(234)에 대해 슬라이딩하여 구동 커플링이 해제되도록, 상기 구동면에 대해 배치된 상기 제 2 돌출 가요성 암(247)을 갖는, 해제가능한 구동 커플링.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 가요성 암(235)은 축방향 부하들을 하나의 구동 부재로부터 다른 구동 부재로 전달하기 위해 압축된 상태에서 작동하는, 해제가능한 구동 커플링.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 구동 부재(232)는 내측 구동 부재이고;
    상기 제 1 가요성 암(235)이 상기 내측 구동 부재로부터 외측으로 돌출하고;
    상기 제 2 구동 부재(234)는 상기 내측 구동 부재 상에서 슬라이딩할 수 있는 외측 구동 부재이고;
    상기 제 2 가요성 암(247)이 상기 외측 구동 부재로부터 외측으로 돌출하고;
    상기 제 2 가요성 암(247)이 내측으로 휘게 되면 상기 제 1 가요성 암을 내측으로 휘게 만드는, 해제가능한 구동 커플링.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 외측 구동 부재는 상기 내측 구동 부재가 수용되는 구멍(246)을 갖는, 해제가능한 구동 커플링.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 내측 구동 부재는 외측으로 돌출하는 다수의 제 1 가요성 암(235)을 갖고;
    상기 외측 구동 부재는 상응하는 다수의 구동면과, 외측으로 돌출하는 상응하는 다수의 제 2 가요성 암(247)을 갖는, 해제가능한 구동 커플링.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 외측으로 돌출하는 제 1 가요성 암들은 상기 내측 구동 부재의 외주 둘레에서 실질적으로 등간격으로 이격되는, 해제가능한 구동 커플링.
  7. 제 6 항에 있어서, 대각선 상으로 대향하는 정확히 2개의 제 1 가요성 암들(235)을 포함하는, 해제가능한 구동 커플링.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 외측으로 돌출하는 제 2 가요성 암들(247)은 외측 구동 부재의 외주 둘레에 실질적으로 등간격으로 이격되는, 해제가능한 구동 커플링.
  9. 제 7 항에 있어서, 대각선 상으로 대향하는 정확히 2개의 제 2 가요성 암들(247)을 포함하는, 해제가능한 구동 커플링.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 해제가능한 구동 커플링;
    구동 구성요소들 중 하나에 작용하는 액츄에이터;
    상기 제 2 구동 부재(234)가 상기 액츄에이터에 의해 전진될 때 제 2 가요성 암(247)을 내측으로 휘게 하고 구동 커플링을 자동적으로 해제하도록 배치되는 디커플링 구성요소를 포함하는, 자동 해제가능한 구동 커플링.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 디커플링 구성요소는 상기 액츄에이터에 의해 작동될 때 상기 제 1 및 제 2 구동 부재들(232, 234)이 지나가는 채널을 포함하고, 상기 채널은 제 2 구동 부재가 채널을 지나갈 때 제 2 가요성 암을 내측으로 휘게 하며 자동적으로 구동 커플링을 해제시키도록 배치되는, 자동 해제가능한 구동 커플링.
  12. 배출 노즐을 갖는 주사기를 수용하도록 구성되며, 상기 배출 노즐이 하우징으로부터 연장하는 연장 위치로부터 상기 배출 노즐이 하우징 내에 수용되는 후퇴 위치로 주사기를 편향하는 수단을 포함하는 하우징;
    제 10 항에 따른 자동 해제가능한 구동 커플링을 포함하며,
    상기 자동 해제가능한 구동 커플링에서, 제 1 구동 부재(232)는 액츄에이터에 의해 작동되고 제 2 구동 부재(234)는 주사기에 작용하여 이 주사기를 후퇴 위치로부터 연장위치로 전진시키고 그 내용물을 배출 노즐을 통해 배출시키고;
    디커플링 구성요소는 구동 부재들이 공칭 디커플링 위치로 전진되었을 때 구동 커플링을 자동적으로 해제시키는 주사 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 제 1 구동 부재(232)가 상기 공칭 디커플링 위치보다 전진된 공칭 해제 위치로 전진했을 때 작동하며, 주사기를 액츄에이터의 작용으로부터 해제시키고, 그 후에 편향 수단이 주사기를 후퇴 위치로 복원시키도록 구성된 해제 메커니즘을 추가로 포함하는 주사 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 공칭 해제 위치는 일단 공칭 디커플링 위치에 도달했으면 상기 제 1 구동 부재(232)와 상호작용하는 상기 액츄에이터에 의해 한정되며, 이 위치에서 상기 제 1 구동 부재는 추가 이동에 대해 주사기에 의해 억제되는 주사 장치.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 해제 메커니즘은 일단 상기 공칭 해제 위치에 도달했으면 상기 제 1 구동 부재를 상기 액츄에이터로부터 디커플링하여 주사기를 액츄에이터의 작용으로부터 해제하도록 구성되는 주사 장치.
  16. 제 13 항에 있어서, 상기 공칭 해제 위치에 도달할 때까지 상기 액츄에이터가 상기 제 1 구동 부재(232)에 대해 이동하는 것을 막는 제 2 커플링을 제 1 구동 부재(232)와 액츄에이터 사이에 추가로 포함하는 주사 장치.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 제 2 커플링은 상기 액츄에이터가 상기 제 1 구동 부재(232)에 작용하게 하는 액츄에이터와 제 1 구동 부재의 상호작용하는 형태부들(features)을 포함하는 주사 장치.
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