KR20060010721A - 약물 공급 장치에 사용되기에 적합한 구동 메커니즘 - Google Patents

약물 공급 장치에 사용되기에 적합한 구동 메커니즘 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 내부와 수나사를 구비한 하우징(2)과; 비원형 단면을 가지고, 하우징의 암나사와 나사결합하게 되는 피스톤 로드(32)와; 하우징(2)과 피스톤 로드(32) 사이에 위치되는 단일방향 커플링 수단과; 하우징(2)의 수나사와 나사결합하고 하우징(2)에 대해서 회전가능한 투여량 다이얼 슬리브(50)와; 하우징(2)과 피스톤 로드(32) 사이에 위치되고, 축방향으로는 이동가능하지만 피스톤 로드(32)에 대해서 회전은 불가한 구동 슬리브(60)와; 구동 슬리브(60)와 투여량 다이얼 슬리브(50) 사이에 위치되는 클러치 수단을 포함하는 약물 공급 장치에 사용되는 구동 메커니즘에 관한 것이다. 투여량 다이얼 슬리브(50)와 구동 슬리브(60)가 상기 클러치 수단에 의해서 분리될 때, 상기 구동 슬리브(60)에 대한 투여량 다이얼 슬리브(50)의 회전은 허용된다. 투여량 다이얼 슬리브(50)와 구동 슬리브(60)가 상기 클러치 수단에 의해서 연결될 때, 상기 구동 슬리브(50)에 대한 투여량 다이얼 슬리브(60)의 회전은 차단된다.
Figure 112005049284815-PCT00001
약물 공급 장치, 구동 메커니즘, 펜형 약물 공급 장치, 주사기형 약물 공급 장치, 다중 투약 카트리지

Description

약물 공급 장치에 사용되기에 적합한 구동 메커니즘{IMPROVEMENTS IN AND RELATING TO DRIVE MECHANISMS SUITABLE FOR USE IN DRUG DELIVERY DEVICES}
본 발명은 약품 공급 장치에 사용되기에 적합한 구동 메커니즘에 관한 것으로, 특히 다중 투약 카트리지(multi-dose catridge)로부터 의약품을 관리할 수 있는 투여량 설정 수단을 가진 펜형 주사기(pen-type injector)에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 사용자가 투여량을 설정할 수 있는 약물 공급 장치에 관한 것이다.
이러한 약물 공급 장치는 정규 의료 훈련을 받지 않은 사람에 의해 정기적인 투약이 발생하는 곳, 즉 환자에 대해서 응용된다. 이는 자가 치료로 당뇨병을 가진 사람들이 자신의 당뇨병을 효과적으로 관리할 수 있게 해주는 점에서 당뇨환자들 사이에서 점점 일반화되고 있다.
이러한 환경은 이와 같은 종류의 약물 공급 장치에 대해 여러 요구조건을 부과한다. 상기 장치는 튼튼하게 만들어져야 하지만, 사용자가 그 장치의 작동과 치료를 위해 필요한 투여량의 공급에 대해 이해해야 한다는 점에서 부품의 조작이라는 관점에서 사용하기에 용이해야 한다. 투여량 설정은 용이해야하며 불분명하지 않아야 한다. 당뇨병 환자의 경우에, 많은 사용자들이 육체적으로 허약한 상태일 것이고 또한 악화된 시력을 갖게 되어서 구동 메커니즘은 낮은 분배력을 가질 것과 투여량 설정 표시를 확인하기가 용이할 것이 요구된다. 장치는 재사용가능하기 보다는 일회용이 되어야 하는 반면에, 장치는 낮은 생산 단가를 가져야 하고 (양호하게 재활용되기에 적합하면서) 쉽게 처리할 수 있어야 한다. 이러한 요구조건들을 만족시키기 위해, 장치를 조립하는데 필요한 부품의 수와 장치가 구성되는 재료의 수는 최소한으로 유지될 필요가 있다.
자가 조작(user-operated)용 약물 공급 장치들은 의료 분야에서 잘 알려져 있다.
국제특허출원공보 제 9938554A2호는 카트리지로부터 의약품의 설정 투여량을 분할하기 위한 주사기(injection syringe)를 개시하는데, 여기서 단일방향 커플링 수단(unidirectinal coupling)(즉, 래칫(ratchet))을 포함하는, 설정 총유체량을 분배하거나 카트리지를 제거함이 없이 설정 초과투여량을 수정할 수 있는 구동 메커니즘이 공개된다.
유럽특허출원공보 제 0937471A2호는 로드 배럴 튜브(rod barrel tube)와 하우징 사이에 위치된 단일방향 커플링 수단(즉, 래칫)을 포함하는 구동 메커니즘을 구비한 약물 공급 펜을 개시한다. 이 개시된 구동 메커니즘은 직접형식(direct type)을 취하는데, 이는 사용자에 의한 상대적으로 높은 실행력(actuation force)이 요구된다는 것을 의미한다.
놀랍게도, 본 발명에 따른 단일방향 커플링 수단과 클러치 메커니즘을 포함하는 구동 메커니즘은 사용자에 대해서 낮은 실행력을 제공한다는 것, 혹은 대안적으로 더 큰 체적의 의약품의 투약을 가능하게 한다는 것이 밝혀졌다. 부가적으로, 본 발명의 구동 메커니즘은 설정 투여량의 수정을 직관적이며, 안전하고 용이하게 이용한다는 이점을 제공하고, 추가적으로 먼지와 분진으로부터 작업부를 보호하는 개선된 방법을 제공한다.
그러므로, 본 발명의 제 1 대상은,
암나사와 수나사를 구비한 하우징과;
비원형단면을 가진, 하우징의 암나사와 나사결합하게 되는 피스톤 로드와;
하우징과 피스톤 로드 사이에 위치되는 단일방향 커플링 수단과;
하우징의 수나사와 나사결합하고 하우징에 대해서 회전가능한 투여량 다이얼 슬리브와;
하우징과 피스톤 로드 사이에 위치되고, 피스톤 로드에 대해서 축방향으로 이동가능하지만 회전은 불가능한 구동 슬리브와;
구동 슬리브와 투여량 다이얼 슬리브 사이에 위치되는 클러치 수단을 포함하고,
a) 투여량 다이얼 슬리브와 구동 슬리브가 상기 클러치 수단에 의해 분리될 때, 상기 구동 슬리브에 대한 상기 투여량 다이얼 슬리브의 회전이 허용되고;
b) 투여량 다이얼 슬리브와 구동 슬리브가 상기 클러치 수단에 의해 연결될 때, 상기 구동 슬리브에 대한 투여량 다이얼 슬리브의 회전은 차단되는 약물 공급 장치에 사용되는 구동 메커니즘이 된다.
본 발명에 따른 "약물 공급 장치"라는 용어는 선택된 용량의 의약품, 양호하게는 인슐린, 성장 호르몬, 저분자량 헤파린(heparins) 그리고 이들과 동일물 및/혹은 변형물 등을 분배하도록 디자인된 단일-투여량 혹은 다중-투여량의, 일회용 혹은 재사용가능한 수단을 의미한다. 이 장치는 간결하거나 혹은 펜형 등의 어떠한 형상이라도 취할 수 있다. 투여량 공급은 기계적(선택적으로 수동) 또는 전기적 구동 메커니즘 혹은 스프링 등과 같은 저장 에너지 구동 메커니즘을 통해서 제공된다. 투여량 선택은 수동 혹은 전기적 메커니즘을 통해 제공될 수도 있다. 부가적으로, 상기 장치는 혈당 수치 등과 같은 생리적 특성을 감시하도록 디자인된 부품을 포함할 수도 있다. 게다가, 상기 장치는 니들(needle)을 포함하거나 니들이 없는 형태가 될 수도 있다. 특히, 양호한 실시예에서, 약물 공급 장치라는 용어는 기계적 그리고 수동 투여량 공급 메커니즘과 투여량 선택 메커니즘을 구비하고, 정규 의료 훈련을 받지 않은 사용자가 정기적으로 사용하도록 디자인된 일회용의 다중 투여량 펜형 장치를 의미한다. 양호하게, 상기 약물 공급 장치는 주사기형이 된다. 선택적으로 본 발명에 따른 약물 공급 장치는 구동 슬리브에 나사연결되고 구동 슬리브에 대해 회전가능하며, 투여량 다이얼 슬리브와 맞물리게 되어 투여량 슬리브에 대해서 축방향이동은 가능하지만 투여량 다이얼 슬리브에 대해서 회전되지 않는 너트를 추가로 포함한다.
본 발명에 따른 "하우징"이라는 용어는 양호하게 내부와 수나사를 구비한 외부 하우징("메인 하우징","몸체", "쉘(shell)") 혹은 내부 하우징("인서트", "내부 몸체")을 의미할 것이다. 하우징은 약물 공급 장치 혹은 그 메커니즘 중의 일부의 조작을 안전하고, 정확하게 그리고 편안하게 할 수 있도록 디자인될 수 있다. 보통, 하우징은 액체, 분진, 먼지 등과 같은 오염물에 노출되는 것을 제한함으로써 약물 공급 장치의 내부 부품(즉, 구동 메커니즘, 카트리지, 침입부, 피스톤 로드) 중 일부를 수용하고, 고정시키며, 보호하고, 가이드하고 및/혹은 맞물리도록 디자인된다. 일반적으로, 하우징은 튜브형 혹은 비튜브형상을 가진 일체형이 되거나 혹은 다중부품으로 이루어질 수 있다. 보통, 외부 하우징은 의약품의 복수회의 투여량이 분배되는 카트리지를 수용하는 역할을 한다.
본 발명의 좀더 특정한 실시예에서, 내부 하우징은 투여량 다이얼 슬리브에 제공되는 반경방향 멈춤부(radial stop)에 의해 접하기에 적합한 다수의 최대 투여량 멈춤부를 구비한다.
본 발명의 보다 특정한 실시예에서, 내부 하우징은 피스톤이 통과해서 연장될 수 있는 개구를 구비한 웹(web)을 포함한다. 제 1 원통부는 웹의 제 1 단부로부터 연장될 수 있고, 제 2 와 제 3 원통부는 웹의 제 2 단부로부터 연장될 수 있다. 양호하게, 제 2 원통부는 암나사를 구비한다.
본 발명의 추가적인 실시예에서, 인서트(insert)는 피스톤이 통과해서 연장될 수 있는 개구를 구비한 웹(web)을 포함한다. 제 1 원통부는 웹의 제 1 단부로부터 연장될 수 있고, 웹의 제 2 단부에는 보스(boss)가 제공되고, 원통부는 이 보스의 외주를 중심으로 웹으로부터 멀어지는 방향으로 연장된다. 선택적으로, 보스는 암나사 혹은 웹으로부터 이격된 반경방향 플랜지를 구비하고, 원통부는 이 반경방향 플랜지의 외주를 중심으로 웹으로부터 멀어지는 방향으로 연장된다.
본 발명에 따른 "맞물린(engaged)"이라는 용어는 특히 구동 메커니즘/약물 공급 장치의 하나 이상의 부품을 상호체결하는 수단, 즉 스플라인(spline), 나사, 양호하게는 부품들의 헬리컬 나사의 상호체결("나사 물림")을 의미한다.
본 발명에 따른 "나사"라는 용어는 양호하게 부품들 사이에 연속된 자유 회전 및/혹은 축방향 운동을 허용하도록 디자인된 기본적으로 삼각형 또는 정사각형 또는 둥근 단면을 가진, 약물 공급 장치의 부품들의 내부 및/혹은 외부 표면에 위치되는 ("암나사" 및/또는 "수나사") 완전한 혹은 일부 나사, 즉 보통 나선형을 이루는 원통형 헬리컬 리브(rib)/홈(groove)을 의미한다. 선택적으로, 나사는 어떤 한 방향으로의 특정 부품의 회전 혹은 축방향 운동을 제한하도록 추가적으로 디자인될 수 있다.
본 발명에 따른 "투여량 다이얼 슬리브(dose dial sleeve)"라는 용어는 기본적으로 원형의 단면으로 이루어진 기본적으로 튜브형 부품을 의미하고, 이는
a) 내부와 수나사 모두를 갖거나,
b) 암나사 또는
c) 수나사를 갖게 되고,
상기 투여량 다이얼 슬리브는 하나 또는 그 이상의 부품으로 구성될 수 있다. 양호하게, 본 발명에 따른 "투여량 다이얼 슬리브"는 내부 헬리컬 나사를 구비하고, 이는 하우징, 특히 인서트의 수나사와 나사결합된다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 투여량 다이얼 슬리브는 충전가능한 약품(dispensable product)의 선택된 투여량을 지시하도록 디자인된다. 본 발명의 또 다른 양호한 실시예에서, 최대 선택 가능 투여량은 투여량 다이얼 슬리브 상의 반경방향으로 지향된 러그(lug)와, 하우징에 대한 투여량 다이얼 슬리브의 최대 각위치에 뒤따르는 인서트 상의 캐치 수단의 접촉에 의해 결정될 수 있다. 양호하게, 반경방향 지향 러그는 투여량 다이얼 슬리브의 종방향 축에 평행하게 연장된다.
일반적으로, 본 발명에 따르는 "캐치 수단(catch mean)"이란 용어는, 투여량 다이얼 슬리브 상의 러그에 대한 상대물(counterpart)로서 역할을 하고 인서트의 외측면 상에 위치되며, 투여량 다이얼 슬리브의 러그와 함께 메커니즘의 허용가능한 최대 투여량을 한정하는 어떤 구조상 특징부를 의미한다. 선택적으로, 캐치 수단은 중앙 랜드(central land), 즉 제 1 에지(edge)는 제 2 대향 에지보다 반경방향으로 덜 연장되어서 제 1 에지와 제 2 에지 사이에 경사면을 형성하도록 쐐기형상으로 된 중앙 랜드를 중심으로 연장된 홈이 될 수 있다.
투여량 다이얼 슬리브 상에서 선택된 투여량을 표시하는 것은 마킹, 기호, 숫자열 등, 즉 투여량 다이얼 슬리브 혹은 계측계(odometer)의 외부면에 인쇄된 것 등의 사용에 의해서 달성될 수 있다.
본 발명이 좀 더 특정한 실시예에서, 투여량 다이얼 슬리브는 제 1 직경을 갖는 제 1 구역과 제 2 직경을 갖는 제 2 구역을 포함한다.
본 발명의 "리드길이(lead)"라는 용어는 양호하게 너트가 한 회전당 진행하는 축방향 거리를 의미한다: 양호하게 "리드길이"는 구동 메커니즘의 헬리컬 나사를 가진 부품, 즉 투여량 다이얼 슬리브, 구동 슬리브, 피스톤 로드 등이 한 회전 동안 통과해서 이동하는 축방향 거리를 의미한다. 그러므로 리드길이는 관계된 부품의 나사의 피치(pitch)의 함수가 된다.
본 발명에 따른 "피치"라는 용어는 헬리컬 나사의 축에 평행하게 측정된, 헬리컬 나사에서 연속된 등고선(consecutive contour) 사이의 거리를 의미한다.
본 발명에 따른 "구동 슬리브"라는 용어는 기본적으로 원형의 단면을 갖는 어떤 원통형 부품을 의미하고, 추가적으로 하우징, 양호하게는 내부 하우징과 피스톤 로드 사이에 위치되고, 피스톤 로드에 대해서 축방향으로 위치이동가능하지만 회전은 불가능한 부품을 의미한다. 본 발명의 구동 슬리브는 추가적으로 클러치 수단에 의해 투여량 다이얼 슬리브에 해제가능하게 연결되고, 원위단부 및/또는 근위단부에서 피스톤 로드와 맞물리게 된다.
구동 슬리브는 인서트와 피스톤 로드 사이에 위치되며 제 1 직경을 갖는 제 1 구역과, 피스톤 로드와 투여량 다이얼 슬리브 사이에 위치되며 제 2 직경을 갖는 제 2 구역을 추가로 포함한다.
본 발명에 따른 "해제가능하게 연결된(releasibly connected)"이라는 용어는 본 메커니즘 혹은 장치의 두 부품이 서로 가역적으로 결합되어서, 클러치 수단에 의해 연결 또는 분리가 허용된다는 것을 의미한다.
본 발명에 따른 "피스톤 로드(piston rod)"라는 용어는 하우징을 통과해서/하우징 내부에서 작동하기에 적합하고, 약물 공급 장치를 통과해서/약물 공급 장치 내부에서 양호하게는 구동 슬리브로부터 피스톤으로 축방향 이동하도록 디자인된 주입가능한 제품을 방출/분배할 목적의 부품을 의미한다. 상기 피스톤 로드는 가요성이 있거나 그렇지 않을 수 있다. 이는 단순 로드, 리드-스크류(lead screw) 등과 같은 것이 될 수도 있다. 본 발명에 따른 "피스톤 로드"는 비원형 단면을 갖고 그 제 1 단부에 위치된 암나사를 갖는 부품을 의미한다. 피스톤 로드는 추가적으로 기술분야에서 지식을 가진 자에게 공지된 어떠한 적절한 재질로도 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 "제 1 단부"라는 용어는 근위단부를 의미한다. 상기 장치 혹은 장치의 부품의 근위단부는 장치의 분배 단부에 가장 근접한 단부를 의미한다.
본 발명에 따른 "제 2 단부"라는 용어는 원위단부를 의미한다. 상기 장치 혹은 장치의 부품의 원위단부는 장치의 분배 단부로부터 가장 멀리 떨어진 단부를 의미한다.
본 발명에 따른 "클러치 수단"이란 용어는 투여량 다이얼 슬리브와 구동 슬리브를 해제가능하게 연결하고, 구동 슬리브와 투여량 다이얼 슬리브 사이에 위치되며, 투여량 다이얼 슬리브와 구동 슬리브가 분리되는 경우에는 구동 슬리브에 대해서 투여량 다이얼 슬리브의 회전을 허용하고, 이들이 연결되는 경우에는 구동 슬리브에 대해서 투여량 다이얼 슬리브의 회전을 차단시키는 어떤 수단을 의미한다.
본 발명에 따른 "클러치 수단"이라는 용어는 두 개의 부품을 회전상 가역적으로 체결할 목적으로 맞물리는, 즉 한 세트의 치형면(소우 치형(saw teeth), 도그 치형(dog teeth), 크라운 치형(crown teeth)) 혹은 기타 다른 적절한 마찰면을 하는 축방향 힘의 사용으로 맞물리게 하는 어떠한 클러치 메커니즘이라도 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 구동 메커니즘은 클리커(clicker) 수단을 추가로 포함한다. 양호하게, "클리커 수단"이라는 용어는 투여량 다이얼 슬리브와 구동 슬리브 사이에 위치되고, 이 구동 슬리브와 투여량 다이얼 슬리브의 상대적 회전에 의해 청각적 및/혹은 촉각적 딸깍음(click)을 발생시키는 어떤 수단을 의미한다.
이러한 클리커 수단은 다수의 종방향 연장 치형과 가요성 치형 부재를 포함하는데, 다수 치형 중의 하나와 치형 부재는 투여량 다이얼 슬리브에 제공되고 나머지는 구동 슬리브 상에 제공된다.
본 발명에 따른 "단일방향 커플링"이라는 용어는 하우징과 피스톤 로드 사이에 위치되고, 근위방향으로의 피스톤 로드의 이동은 허용하지만 원위방향으로의 피스톤 로드의 이동은 차단하면서, 양호하게 피스톤 로드의 비원형 단면부와 하우징 사이에서 작용하는 어떤 메커니즘을 의미한다.
본 발명의 제 2 태양(aspect)은 본 발명에 따른 구동 메커니즘을 포함하는 약물 공급 장치에서 사용되는 조립체를 제공한다.
본 발명의 제 3 태양은 본 발명에 따른 구동 메커니즘 혹은 조립체를 포함하는 약물 공급 장치를 제공한다.
본 발명의 제 4 태양은 본 발명에 따른 구동 메커니즘 혹은 조립체를 제공하는 단계를 포함하는 약물 공급 장치의 조립 방법을 제공한다.
본 발명의 제 5 태양은 인슐린, 성장 호르몬, 저분자량 헤파린과 이들의 동등물 그리고 이들의 변형물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 활성 화합물을 포함하는 약물 조성(즉, 용액, 현탄액 등)을 양호하게 분배하는, 의약품 분배용으로 사용되는, 본 발명에 따른 약물 공급 장치의 용도에 관한 것이다.
어떠한 제한도 없이, 본 발명은 양호한 실시예와 도면을 참조함으로써 더욱 상세히 이해될 것이다.
도 1은 제 1의 위치에서 카트리지가 가득 찬 상태의 본 발명과 관련된 약물 공급 장치의 제 1 실시예에 대한 단면도.
도 2는 제 2의 위치에서 최대 제 1 투여량으로 다이얼 설정된 상태의 도 1의 약물 공급 장치의 단면도.
도 3은 제 3의 위치에서 최대 제 1 투여량으로 분배된 상태의 도 1의 약물 공급 장치의 단면도.
도 4는 제 4의 위치에서 최종 투여량으로 다이얼 설정된 상태의 도 1의 약물 공급 장치의 단면도.
도 5는 제 5의 위치에서 최종 투여량으로 다이얼 설정된 상태의 도 1의 약물 공급 장치의 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 약물 공급 장치의 제 2 실시예의 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 약물 공급 장치의 제 3 실시예의 단면도.
도 8은 본 발명과 관련되어 사용되는 투여량 다이얼 슬리브에 대한 투시도.
도 9는 도 8의 투여량 다이얼 슬리브와 함께 사용되는 인서트에 대한 투시도.
도 10은 본 발명에 따른 약물 공급 장치의 제 4 실시예의 단면의 측면도.
도 11은 제 1의 위치에서 카트리지가 가득 찬 상태의 본 발명에 따른 구동 메커니즘의 제 4 실시예의 단면에 대한 측면도.
실예 1
도 1 내지 도 5에 관하여, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 약물 공급 장치가 도시된다. 이 장치는 의약품을 보관하는 카트리지(4)가 내부에 위치되는 하우징(2)과, 배출될 의약품의 투여량 설정 혹은 선택 수단 그리고 의약품의 선택된 투여량을 배출하기 위한 수단을 포함한다. 하우징(2)은 대체로 원통형 형상을 취하고, 하기 상세 기술될 웹(web, 6)에 의해 두 개의 구역으로 분할된다. 카트리지(4)는 하우징(2)의 제 1 부분 내에 위치된다. 투여량 설정 수단과 의약품의 선택된 투여량을 배출하기 위한 수단은 하우징(2)의 제 2 부분 내에 고정, 즉 유지된다. 투여량 설정 수단 그리고 투여량 배출 수단과 함께 카트리지(4)를 포함하는 단일 부품 하우징의 이점은 제품을 조립하는 경우에 존재한다. 이는 부분적으로 펜형 주사기에 있어서 감소된 부품수에 기인한다. 또한, 하우징(2)의 일체적 특성은 펜형이 보다 튼튼하다는 것을 의미한다.
카트리지(4)는 어떤 적절한 수단에 의해 하우징(2)의 제 1 부분의 최적 위치에 고정될 수 있다. 니들 유닛은 카트리지(4)의 제 1 단부에 고정될 수 있다. 임시 덮개(temporary covering, 8)는 도면에서 이 위치에 도시된다. 카트리지(4)는 위치이동가능한 피스톤(10)을 추가로 포함한다. 피스톤(10)을 카트리지(4)의 제 1 단부를 향해 이동시킴으로써 의약품이 카트리지(4)로부터 니들 유닛을 통해 배출된다. 캡(12)은 주사기가 사용되지 않을 때 니들 유닛을 덮기 위해 제공된다. 캡(12)은 어떤 적절한 수단에 의해 하우징에 해제가능하게 고정될 수 있다.
투여량 설정 수단과 의약품의 선택된 투여량 배출 수단이 이하 상세히 기술 된다. 하우징(2)을 분할하는 웹(6)은 하우징(2)의 내에 위치되는 인서트(14)의 일부가 된다. 인서트(14)는 웹(6)의 제 1 측면으로부터 연장되는 제 1 원통부(16)와 웹(6)의 제 2 측면으로부터 연장되는 제 2와 제 3 원통부(18, 20)를 포함한다. 웹(6)은 이 웹(6)을 통과해서 연장되는 원형 개구(22)를 구비한다.
상기 제 1 원통부(16)는 웹(6)의 외주부로부터 연장된다. 인서트(14)는 어떤 적절한 수단에 의해 제 1 원통부를 거쳐 하우징에 고정된다. 도시된 실시예에서 특징부(24)가 하우징(2)의 내부에 제 1 원통부(16)의 외측면 상에 제공되어서 인서트는 하우징(2)에 스냅 끼워맞춤(snap fit)된다.
제 2 원통부(18)는 개구(22)의 외주를 중심으로 웹(6)의 제 2 측면으로부터 미소 거리만큼 연장된다. 제 2 원통부의 내측면은 나사(26)를 구비한다.
제 3 원통부(20)는 거의 웹(6)의 제 2 측면으로부터 하우징(2) 내에서 연장된다. 제 3 원통부의 직경은 제 2 원통부(20)의 외측면과 제 3 원통부의 내측면 사이에서 제 1 채널이 형성되도록 설정된다. 제 2 채널(30)은 제 3 원통부(20)의 외측면과 하우징(2) 사이에 형성된다.
피스톤 로드(32)는 웹(6)에서 상기 개구를 통과해서 연장된다. 피스톤 로드(32)는 대체로 가늘고 긴 형상(elongate)을 취하며, 피스톤 로드(32)의 제 1 단부로부터 연장된 나사(34)를 구비한다. 피스톤 로드(32)의 나사(34)는 인서트(14)의 제 2 원통부(18)의 내측면의 나사와 맞물리게 된다. 피스톤 로드(32)의 제 1 단부는 압력 풋(pressure foot, 36)을 구비한다. 실시에 있어서, 압력 풋(36)은 웹(6)의 제 1 측면 상에 배치되어서 카트리지 피스톤(10)과 접하게 된다.
래칫 수단(40)은 웹(6)의 제 1 측면 상에서 웹(6)에 인접해서 위치된다. 래칫 수단(40)은 피스톤 로드(32)가 단일방향으로만 인서트를 통해서 회전하도록 하는 역할을 한다. 하우징의 단일 부품 구성 때문에, 래칫 수단은 공지된 장치들보다 더 크게 형성될 수 있고, 보다 더 강하게(보다 강성이 있게) 형성될 수 있다.
대체로 원통형상을 취하는 투여량 다이얼 슬리브(50)는 제 1 직경을 갖는 제 1 구역과 제 2 직경을 갖는 제 2 구역을 포함한다. 제 1 구역은 제 2 채널(30)의 내부에 위치된다. 제 1 구역의 내측면과 제 3 원통부(20)의 외측면은 상호맞물림 특징부를 구비하여서 인서트(14)와 투여량 다이얼 슬리브(50) 사이에 헬리컬 나사(52)를 제공한다. 도시된 실시예에서 이는 제 3 원통부(20)의 외측면 상에 제공된 헬리컬 트랙에 의해 달성되고, 투여량 다이얼 슬리브(50)의 내측면 상에 제공된 헬리컬 리브가 이 원통부 내에서 진행할 수 있다. 이는 투여량 다이얼 슬리브(50)가 인서트(14)의 제 3 원통부(20)를 중심으로 그리고 이를 따라서 회전하는 것을 가능하게 한다.
투여량 다이얼 슬리브(50)의 제 1 구역의 외측면은 그래픽표시(graphic, 53)를 구비한다. 이 그래픽표시는 전형적으로 연속된 기준 숫자열이 된다. 하우징(2)은 개구 혹은 창(54)을 구비하고, 이를 통해 사용자에 의해 선택된 투여량을 표시하는 그래픽 표시의 일부분이 관찰될 수 있다.
그래픽표시(53)는 어떤 적절한 수단에 의해 투여량 다이얼 슬리브(50)에 가해질 수 있다. 도시된 실시예에서 그래픽표시(53)는 투여량 다이얼 슬리브(50)를 둘러싸는 인쇄된 라벨의 형태로 제공된다. 대안적으로 이 그래픽표시는 투여량 다 이얼 슬리브(50)에 클립핑된(clipped) 마킹 슬리브(marked sleeve)의 형태를 취할 수도 있다. 그래픽표시는 레이저 마킹과 같은 어떤 적절한 수단으로 마킹될 수 있다.
이러한 배열의 이점은, 투여량 다이얼 슬리브와 인서트 사이에서 투여량 다이얼 슬리브 내에 헬리컬 나사(52)가 형성된다는 점이다. 도시된 바와 같이, 이는 주사기의 외부로부터 헬리컬 나사의 작업면에 이르는 어떠한 직접 경로로 존재하지 않는다는 것을 의미한다. 먼지 혹은 분진 등이 펜으로 진입하게 된다면, 이는 하우징과 투여량 다이얼 슬리브 사이, 서로 간섭하는 작동 부품이 존재하지 않는 곳에서 발생하게 될 것이다. 이는 헬리컬 나사가 하우징과 내부 이동면 사이에 형성되는 공지된 장치에 대해서는 적용되지 않는다. 게다가 하우징과 투여량 다이얼 슬리브 사이에 형성된 유사한 나사에 비해서 투여량 다이얼 슬리브와 구동 슬리브 사이에 형성된 헬리컬 나사(52)의 직경이 더 협소하기 때문에, 헬리컬 나사(52)는 분해하기에 더욱 효율적이고 용이하다. 또한 이러한 배열은 공급될 수 있는 투여량 크기에 있어서 투여량 배출 수단의 특정한 선형 이동을 개선한다.
투여량 다이얼 슬리브(50)의 제 2 구역은 양호하게 하우징(2)의 외경과 동일한 외경을 갖는다. 투여량 다이얼 슬리브(50)의 내부에는 투여량 다이얼 슬리브(50)의 제 1 구역과 투여량 다이얼 슬리브(50)의 제 2 구역 사이에 숄더(shoulder, 56)가 존재한다.
대체로 원통형을 취하는 구동 슬리브(60)는 제 1 직경을 갖는 제 1 부분과 제 2 직경을 갖는 제 2 부분을 포함한다. 제 1 부분의 제 1 단부는 도 1에 도시된 위치에서 인서트(14)의 제 1 채널(28) 내부에 위치된다. 구동 슬리브(60)의 제 1 부분은 제 2 부분과 정렬된 제 1 부분을 포함하는 것으로 간주될 수 있다. 도 1에 도시된 위치에서 좀더 일반적으로 구동 슬리브(60)의 제 1 부분은 인서트(14)와 피스톤 로드(32) 사이에 위치되고, 반면에 제 2 부분은 피스톤 로드(32)와 투여량 다이얼 슬리브(50) 사이에 위치된다.
피스톤 로드(32)의 제 2 단부와 구동 슬리브(60)의 내측면은 서로 스플라인결합(splined)되어서, 이들 사이에서 종방향 이동을 제외한 어떠한 회전도 발생하지 않는다.
구동 슬리브(60)의 제 1 부분의 제 2 부위의 외측면은 헬리컬 나사(62)를 구비한다. 너트(64)는 구동 슬리브(60)와 투여량 다이얼 슬리브(50) 사이에서 헬리컬 나사(62) 상에 제공된다. 투여량 다이얼 슬리브(50)와 너트(64)는 스플라인 수단에 의해서 서로 스플라인결합되어서 너트(64)와 투여량 다이얼 슬리브(50) 사이에서 상대적 회전이 차단된다.
구동 슬리브(60)의 제 2 부분은 구동 슬리브(60)의 제 1 부분보다 더 큰 직경을 갖는다. 구동 슬리브(60)의 제 1 부분과 제 2 부분 사이에는 계단부(step, 66)가 존재한다. 구동 슬리브(60)의 제 2 부분은 투여량 다이얼 슬리브(50)의 제 2 구역 내에 안착된다. 투여량 다이얼 슬리브(50)의 숄더(56)와 구동 슬리브(60)의 계단부(66)는 클러치 수단을 형성하도록 서로 해제가능하게 맞물림되기에 적합하다. 도 1에서와 같이 투여량 다이얼 슬리브(50)와 구동 슬리브(60)가 맞물림상태에 있지 않을 때 투여량 다이얼 슬리브(50)는 구동 슬리브(60)에 대해서 회전할 수 있 다. 편리하게, 클러치 수단은 투여량 다이얼 슬리브(50)의 숄더(56)와 구동 슬리브(60)의 계단부(66) 상에 각각 제공된 다수의 반경방향으로 연장되고 종방향으로 지향된 치형을 포함한다. 투여량 다이얼 슬리브(50)와 구동 슬리브(60)가 서로 가압하지 않을 때 각각의 치형은 서로를 타고 넘게 될 것이다. 양호하게, 각각의 치형의 반경방향 간격은 단위 투여량에 대응된다.
구동 슬리브(60)의 제 2 부분은 외주 리세스(peripheral recess)를 구비한 중앙 수용 지역(68)을 추가로 포함한다. 대체로 "T"자형 구성을 갖고, 그 몸통부(stem)는 상기 수용 지역 내에 고정되는 버튼(70)이 제공된다. 버튼(70)의 몸통부는 외주 리세스에 고정되는 외주 비드(peripheral bead, 71)를 구비하여서, 버튼(70)은 구동 슬리브에 대해서 자유롭게 회전할 수 있지만, 이들 사이에서 축방향으로는 고정된다.
클리커 수단은 투여량 다이얼 슬리브(50)의 제 2 구역과 구동 슬리브(60)의 제 2 부분 사이에 제공된다. 도시된 실시예에서, 투여량 다이얼 슬리브(50)의 제 2 구역의 내측면은 다수의 종방향 연장 치형을 구비한다. 치형의 반경방향 간격은 양호하게 단위 투여량에 대응된다. 구동 슬리브(60)의 제 2 부분은 가요성 치형 부재(72)를 포함한다. 투여량 다이얼 슬리브(50)와 구동 슬리브(60) 사이의 상대적 회전으로 인해서 이 가요성 치형 부재(72)는 연속된 딸깍음을 형성하면서 치형을 타고 넘게 된다.
도 1에서, 주사기는 충전된 카트리지(4)를 구비한다. 주사기를 작동시키기 위해서 사용자는 최초에 투여량을 선택해야 한다. 투여량을 설정하기 위해 투여량 다이얼 슬리브(50)는, 원하는 투여량 값이 창(54)을 통해 보이게 될 때까지 하우징에 대해 투여량 다이얼 슬리브(50)의 제 2 구역을 조작함으로써 회전된다. 이러한 행위로 인해서 투여량 다이얼 슬리브(50)가 인서트(14)의 제 2 원통부를 따라서 당겨진다. 구동 슬리브(60)는 피스톤 로드(32)에 스플라인결합되어 있어서 회전할 수 없게 된다. 피스톤 로드(32)는 래칫 수단(40)의 작용으로 인해서 회전되지 않는다. 투여량 다이얼 슬리브(50)가 하우징(2)으로부터 멀어지면서 이동할 때, 구동 슬리브(60)는 투여량 다이얼 슬리브(50)에 의해 피스톤 로드(32)를 따라 웹(6)으로부터 멀어지게 이동된다. 투여량 다이얼 슬리브(50)와 구동 슬리브(60) 사이의 상대적 회전으로 인해서 가요성 치형 부재(72)는 구동 슬리브(60)에서 능선(ridge)을 타고 넘게 되어서 연속된 딸깍음을 형성하게 된다. 이는 다이얼 설정된 투여량에 대한 청각적 확인에 해당하게 된다.
너트(64)는 투여량 다이얼 슬리브(50)에 스플라인결합되기 때문에, 투여량 다이얼 슬리브(50)와 구동 슬리브(60) 사이의 상대적 회전에 의해서 너트(64)는 구동 슬리브(60)의 헬리컬 나사(62)를 따라 진행하게 된다.
일단 원하는 투여량이 설정되면 (도 2에서 예시적으로 도시된 바와 같이), 투여량을 공급하기 위해 사용자는 버튼(70)을 눌러서 버튼(70)을 하우징(2)의 제 1 단부를 향해 가압한다. 버튼(70)이 가압될 때, 구동 슬리브(60)의 제 2 부분은 투여량 다이얼 슬리브(50)의 제 2 구역으로 진입하여 이들 사이에서 클러치 수단과 맞물리게 되어서 투여량 다이얼 슬리브(50)와 구동 슬리브(60) 사이의 상대적 회전은 차단된다. 구동 슬리브(60)는 아직 버튼(70)에 대해서 회전할 수 있다. 버튼 (70)의 추가적 종방향 이동으로 인해서 (구동 슬리브(60)와 함께) 투여량 다이얼 슬리브(50)는 주사기의 제 1 단부를 향해 회전하게 된다. 피스톤 로드(32)는 구동 슬리브(60)에 스플라인결합되어 있기 때문에, 피스톤 로드(32)는 또한 인서트(14)와 래칫 수단(40)을 통해서 주사기의 제 1 단부를 향해 회전되고, 따라서 카트리지 피스톤(10)을 전진시키고 의약품의 원하는 투여량을 배출시킨다. 피스톤 로드(32)는 구동 슬리브(60)와 투여량 다이얼 슬리브(50)가 이들의 초기 위치(도 3)에 복귀할 때까지 계속해서 전진한다.
투여량이 선택될 때 투여량 선택 수단과 투여량 배출 수단이 하우징(2)의 제 2 단부를 넘어 연장되고, 선택된 투여량이 배출될 때 이들이 하우징(2) 내로 복귀된다는 것을 알 수 있다.
원한다면 추가의 투여량이 공급될 수 있다. 도 4는 다음 단계에서 선택된 투여량의 예를 도시한다. 너트(64)가 구동 슬리브(60)의 헬리컬 나사(62)를 따라 추가로 진행되었음을 알 수 있다. 헬리컬 나사(62)에 따른 너트(64)의 위치는 카트리지(4)에 잔존하는 의약품의 총량에 대응되고, 따라서 (구동 슬리브(60)의 계단부(66)에 인접한 도시된 실시예에서) 너트(64)가 헬리컬 나사(62)의 단부에 도달하고 더 이상 회전할 수 없게 될 때 이는 카트리지(4)에 잔존하는 의약품이 없다는 것에 대응된다. 사용자가 카트리지(4)에 잔존하는 양보다 더 많은 의약품의 양을 선택한다면, 이는 실행될 수 없는데, 왜냐하면 너트(64)가 회전을 정지할 때 투여량 다이얼 슬리브(50)와 구동 슬리브(60)는 서로 체결되어서 투여량 다이얼 슬리브(50)의 회전과 더 많은 투여량의 설정은 차단되기 때문이다. 도 5는 본 발명에 따른 주사 기를 도시하고, 여기서 카트리지(4) 내의 전체 의약품은 배출된 상태가 된다.
본 발명의 제 2 실시예는 도 6에 도시된다. 제 1과 제 2 실시예 사이에서와 같이 유사 부분을 언급하기 위해 유사한 참조 번호가 사용된다.
도 6에 도시된 피스톤 로드(32')는 이중 개시 나사(dual start thread)를 구비한다. 피스톤 풋(piston foot, 36')은 가역적이다. 이는 생산에 있어서 이점을 갖는다. 도시된 바와 같이 인서트(14')의 구조는 수정되어 있다. 웹(6')의 제 2 측면은 거의 변화되지 않았다. 웹의 다른 측면은 이제 보스(boss, 80)를 구비한다. 원통부(20')는 웹(6')으로부터 멀어져서 보스(80)의 외주를 중심으로 연장된다. 나사형성 개구(22")는 웹(6')과 보스(80)를 통과해서 연장된다. 웹(6')으로부터 멀리 떨어진 인서트(14')의 원통부(20')의 단부는 랜드(land, 104)의 형태로 멈춤부를 구비한다.
투여량 다이얼 슬리브(50')는 수정된 구성을 갖는다. 투여량 다이얼 슬리브는 대체적인 제 2 원통부에 강체 결합된 제 1 원통부(84)를 포함한다. 제 1 원통부(84)의 내측면과 인서트(14')의 원통부(20')의 외측면은 상호맞물림 특징부를 구비하여서 인서트(14')와 투여량 다이얼 슬리브(50') 사이에 헬리컬 나사(52')가 제공된다. 제 1 원통부(84)의 외측면은 투여량 그래픽표시를 구비한다. 하우징(2')은 개구 혹은 창(54')을 구비하고, 이 창을 통해서 그래픽표시의 일부분이 관찰될 수 있다.
대체적인 제 2 원통부(86)는 제 1 원통구역(88)과 제 2 원통구역(90)을 포함한다. 이 제 1 구역(88)은 투여량 다이얼 슬리브(50')의 제 1 부위(84)의 내측면과 강체 연결된다. 제 2 구역(90)은 양호하게 하우징(2')과 동일한 외경을 갖는다. 투여량 다이얼 슬리브(50') 내부에는 제 1 구역(86)과 제 2 구역(90) 사이에서 숄더(56')가 존재한다.
너트(64')는 구동 슬리브(60')와 투여량 다이얼 슬리브(50')의 제 1 원통구역(88) 사이에서 헬리컬 나사(62') 상에 제공된다. 제 1 원통구역(88)과 너트(64')는 스플라인 수단에 의해서 서로 스플라인결합되어 너트(64')와 투여량 다이얼 슬리브(50') 사이의 상대적 회전은 차단된다.
투여량 다이얼 슬리브(50')의 숄더(56')와 구동 슬리브(60')의 계단부(66')는 서로 해제가능하게 맞물림되어서 클러치 수단을 형성하기에 적합하다. 도 6에서와 같이 투여량 다이얼 슬리브(50')와 구동 슬리브(60')가 물림상태에 있지 않을 때 투여량 다이얼 슬리브(50')는 구동 슬리브(60')에 대해서 회전할 수 있게 된다. 편리하게, 클러치 수단은 투여량 다이얼 슬리브(50')의 숄더(56')와 구동 슬리브(60')의 계단부(66') 상에 각각 제공된 반경방향으로 연장된 종방향 지향 치형을 포함한다. 투여량 다이얼 슬리브(50')와 구동 슬리브(60')가 서로에 대해서 가압되지 않을 때 각각의 치형은 서로를 타고 넘게 될 것이다.
구동 슬리브(60')의 구조가 또한 수정된 것을 알게 될 것이다. 피스톤 로드(32')의 제 2 단부는 구동 슬리브(60')의 돔형 부분(domed part, 90)이 내부에서 연장될 수 있는 패인 표면(scooped surface)을 구비한다. 이 돔형 부분(90)은 구동 슬리브(60')의 제 2 부분 내에서 수용 지역의 제 1 단부의 중심에 위치된다.
버튼(70')은 대체로 "T"자형의 구성을 취한다. 이 버튼(70')의 몸통부는 수 용 지역에 고정된다. 버튼(70')의 몸통부는 외주 리세스에 고정되는 외주 비드(71')를 구비하여서, 버튼(70')은 구동 슬리브(60')에 대해서 자유롭게 회전할 수 있지만 이들 사이에서 축방향으로는 고정된다.
버튼(70')이 눌러질 때, 구동 슬리브(60')는 투여량 다이얼 슬리브(50')와 접촉하도록 가압되어서 클러치 수단이 맞물리게 된다. 동시에, 피스톤 로드(32')의 패인 표면과 구동 슬리브의 돔형 표면은 서로 접근하지만 접촉하지는 않는다. 이러한 구조의 이점은 이로써 장치의 전체 길이가 감소될 수 있고, 이에 따라 카트리지로부터 유체를 추출할 때 장치의 작동을 더욱 용이하게 할 수 있다는 점이다.
버튼(70")과 투여량 다이얼 슬리브(50")의 추가적인 실시예를 도 7에서 볼 수 있다. 마찬가지로 유사한 부분에 대해서 유사한 참조 번호가 사용된다. 도 7의 실시예에서, 장치의 전체 길이는 추가적으로 감소될 수 있다. 피스톤 로드(32")의 제 2 단부는 대체로 U-자형상을 취한다. U-자형에서 가지(limb)는 구동 슬리브(60")의 제 2 부분 내에 수용된다. 구동 슬리브(60")의 중앙 수용 지역은 피스톤 로드(32")의 제 2 단부 상에 형성된 가지들 사이에서 사용되도록 위치된 (도시되지 않은) 가지들에 의해 한정된다. 버튼(70")은 대체로 "T"자 형상을 취한다. 버튼(70")의 몸통부는 상기 수용지역 내에 고정된다. 버튼(70")의 몸통부는 외주 리세스에 고정되는 외주 비드(71")를 구비하여서, 버튼(70")은 구동 슬리브(60")에 대해서 자유롭게 회전할 수 있지만, 이들 사이에서 축방향으로는 고정된다.
투여량 다이얼 슬리브(50")의 대체적인 제 2 원통부(86")는 제 1 원통구역(88")과, 제 2 구역의 일부분으로부터 연장된 반경방향 플랜지(radial flange, 92) 에 의해 연결된 제 2 원통구역(90")을 포함하고, 여기서 제 1 구역(88")은 투여량 다이얼 슬리브(50")의 제 2 부분(84")의 내측면에 강체 결합되고 제 2 구역(90")은 하우징(2")과 동일한 외경을 갖게 된다.
도 6과 도 7의 각각에는 투여량 다이얼 슬리브와 인서트 각각에 대한 추가적 수정예가 존재한다. 이는 도 8과 도 9를 참조할 때 더욱 확실히 알 수 있다.
투여량 다이얼 슬리브의 제 1 단부에는 내측면 상에 이 슬리브의 종방향 축에 대체로 평행하게 연장되는 반경방향 지향 러그(lug, 100)가 위치된다. 인서트의 제 2 단부에는 그 외측면 상에 클러치 수단이 제공된다. 클러치 수단은 중앙 랜드(104)를 중심으로 연장된 홈(102)을 포함한다. 이 중앙 랜드(104)는 대체로 쐐기형상(wedge shaped)으로 이루어져서, 나사의 시작부에 더 가까이에 있는 제 1 에지(106)는 나사를 따라서 더 멀리에 위치된 제 2 대향 에지보다 덜 반경방향으로 연장된다. 경사면(sloping surface, 110)은 제 1 에지(106)와 제 2 에지(108) 사이에서 한정된다. 따라서, 투여량 다이얼 슬리브가 인서트에 조립될 때, 투여량 다이얼 슬리브를 인서트 상으로 나사결합시킴으로써 상기 러그(10)는 제 1 에지(106)를 지나서 그리고 경사면(110)을 지나서 통과한다. 상기 러그(100)가 상기 랜드(104)를 지나 충분히 통과할 때, 투여량 다이얼 슬리브와 인서트 각각의 요소들의 탄성 변형이 발생한다. 일단 러그(100)가 랜드(04) 위에 존재하게 되면, 랜드(104)의 제 2 에지(108)는 인서트로부터 투여량 다이얼 슬리브의 이탈을 막기 위한 멈춤부로서 작용한다.
랜드(104)의 제 2 에지(108)의 위치는 의약품의 80 단위(unit)에 해당하는 반경방향 위치에서 편리하게 선택되고, 즉 투여량 다이얼 슬리브가 랜드(104)의 제 2 에지(108)가 상기 러그(100)와 접촉한 상태로 도 1, 6 혹은 7 중의 어느 하나에 도시된 초기 위치로부터 완전 연장된 위치로 감기게 될 때 유효한 최대 투여량은 80 단위가 된다.
본 발명의 제 4 실시예는 도 10에 도시된다. 유사한 부분에 관해서는 유사한 참조 번호가 사용된다.
도시된 바와 같이 인서트(14''')의 구조는 수정되어 있다. 웹(6''')의 제 1 측면은 거의 변화가 없다. 웹의 다른 측면은 이제 보스(80''')를 구비한다. 반경방향 플랜지(112)는 이 보스(20''')로부터 외부를 향해 연장되고, 이 반경방향 플랜지(112)는 웹(6''')으로부터 이격되어 있으며, 원통부(20''')는 반경방향 플랜지(110)의 외주를 중심으로 웹(6''')으로부터 멀어지면서 연장된다, 나사형성 개구(22''')는 이 웹(6''')과 보스(80''')를 통과해서 연장된다.
투여량 다이얼 슬리브(50''')는 수정된 구성을 취한다. 투여량 다이얼 슬리브(50''')는 대체적인 제 2 원통부(86''')에 강체 연결되는 제 1 원통부(84''')를 포함한다. 이 제 1 원통부(84''')의 내측면과 인서트(14''')의 원통부(20''')의 외측면은 상호물림 특징부를 구비하여서 인서트(14''')와 투여량 다이얼 슬리브(50''') 사이에 헬리컬 나사(52''')를 제공한다. 제 1 원통부(84''')의 외측면은 투여량 그래픽표시를 구비한다. 하우징(2''')은 개구 또는 창(54''')을 구비하고, 이 창을 통해서 상기 그래픽표시의 일부가 관찰될 수 있다.
대체적인 제 2 원통부(86''')는 제 1 내부 원통구역(88''')과 제 2 외부 원 통구역(90''')을 포함한다. 제 1 구역(88''')은 투여량 다이얼 슬리브(50''')의 제 1 부위(84''')의 내측면에 강체 결합된다. 제 2 구역(90''')은 양호하게 하우징(2''')과 동일한 외경을 갖는다. 투여량 다이얼 슬리브(50''')의 내부에는 외부 구역(90''')과 내부 구역(88''')의 매개부 사이에서 연장되는 반경방향 플랜지(94)가 존재한다.
너트(64''')는 구동 슬리브(60''') 상에 형성되는 헬리컬 나사(62''') 상에 제공된다. 너트(64''')는 구동 슬리브(60''')와 투여량 다이얼 슬리브(50''')의 제 원통구역(88''') 사이에 배치된다. 제 2 원통구역(88''')과 너트(64''')는 스플라인 수단에 의해 함께 고정되어서 너트(64''')와 투여량 다이얼 슬리브(50''') 사이의 상대적 회전이 차단된다.
투여량 다이얼 슬리브(50''')의 반경방향 플랜지(94)의 상단면과 구동 슬리브(60''')의 계단부(66''')는 서로에 대해 해제가능하게 맞물림되어 클러치 수단을 형성하기에 적합하다. 도 10에서와 같이, 투여량 다이얼 슬리브(50''')와 구동 슬리브(60''')가 맞물림 상태에 있지 않을 때 투여량 다이얼 슬리브(50''')는 구동 슬리브(60''')에 대해서 회전할 수 있다. 편리하게, 클러치 수단은 투여량 다이얼 슬리브(50''')의 반경방향 플랜지(94)와 구동 슬리브(60''')의 계단부(66''') 상에 각각 제공되는 다수의 반경방향 연장 종방향 지향 치형을 포함한다. 투여량 다이얼 슬리브(50''')와 구동 슬리브(60''')가 서로에 대해서 가압되지 않을 때 각각의 치형은 서로를 타고 넘게 될 것이다.
실예 2
본 발명의 다른 실시예(도 11)에는 제 1 단부와 제 2 단부를 구비한 제 2 메인 하우징(4')을 포함하는 구동 메커니즘이 도시된다. 의약품을 보관하는 카트리지는 제 2 메인 하우징(4')의 제 1 단부에 설치될 수 있고, 적절한 수단에 의해서 고정될 수 있다. 카트리지와 그 고정 수단은 도시된 실시예에는 도시되지 않는다. 카트리지는 의약품의 다수의 투여량을 보관할 수 있고 또한 전형적으로 위치이동가능한 피스톤을 포함할 수 있다. 피스톤의 위치이동으로 인해서 의약품은 (마찬가지로 도시되지 않은) 니들을 통해 카트리지로부터 배출된다.
도시된 실시예에서, 인서트(16')는 메인 하우징(4')의 내부에 제공된다. 인서트(16')는 제 2 메인 하우징(4')에 대한 회전과 축방향 운동을 방지하도록 고정된다. 인서트(16')는 이를 관통하여 연장되는 나사형성 원형 개구를 구비한다. 대안적으로, 인서트는 제 2 메인 하우징(4')과 일체로 형성될 수도 있다.
또한 내부 하우징(154)은 제 2 메인 하우징(4')의 내부에 제공된다. 내부 하우징(154)은 제 2 메인 하우징(4')에 대한 회전과 축방향 운동을 방지하도록 고정된다. 내부 하우징(154)은 이를 관통해서 연장되고, 길이방향으로 연속된 종방향 지향 스플라인이 형성된 원형 개구를 구비한다. 헬리컬 나사(150)는 내부 하우징(154)의 외부 원통면을 따라 연장된다. 대안적으로, 내부 하우징은 제 2 메인 하우징(4') 및/혹은 인서트(16')와 일체로 형성될 수도 있다.
제 1 나사(19')는 피스톤 로드(20")의 제 1 단부로부터 연장된다. 피스톤 로드(20")는 대체로 원형의 단면을 취한다. 피스톤 로드(20")의 제 1 단부는 인서트(16')에서 나사형성 개구를 통과해서 연장되고 피스톤 로드(20")의 제 1 나사(19') 는 인서트(16')의 나사와 맞물리게 된다. 압력 풋(22")은 피스톤 로드(20")의 제 1 단부에 위치된다. 압력 풋(22")은 (도시되지 않은) 카트리지 피스톤과 접하도록 배치된다. 제 2 나사는 피스톤 로드(20")의 제 2 단부로부터 연장된다. 제 1 나사(19')와 제 2 나사(24')는 대향하여 배치된다.
구동 슬리브(30')는 피스톤 로드(20")를 중심으로 연장된다. 구동 슬리브(30')는 대체로 원통형을 취한다. 구동 슬리브(30')는 그 제 1 단부에 제 1 반경방향 연장 플랜지(32")를 구비한다. 제 2 반경방향 연장 플랜지(34')는 제 1 플랜지(32")로부터 구동 슬리브(30')를 따라 일정거리만큼 이격되어 제공된다. (도시되지 않은) 외부 헬리컬 나사는 제 1 플랜지(32")와 제 2 플랜지(34') 사이에서 연장되는 구동 슬리브(30')의 외측부에 제공된다. 헬리컬 암나사는 구동 슬리브(30')의 내측면을 따라 연장된다. 피스톤 로드(20")의 제 2 나사(24')는 구동 슬리브(30')의 헬리컬 암나사와 맞물리게 된다.
너트(40')는 구동 슬리브(30')와 내부 하우징(154) 사이에 위치되고, 구동 슬리브(30')의 제 1 플랜지(32")와 제 2 플랜지(34') 사이에 배치된다. 너트(40')는 '하프-너트(half-nut)' 혹은 '풀-너트(full-nut)' 중의 어느 하나가 될 수 있다. 너트(40')는 구동 슬리브(30')의 외부 헬리컬 나사와 맞물리게 되는 암나사를 구비한다. 너트(40')의 외측면과 내부 하우징(154)의 내측면은 종방향 지향 스플라인에 의해서 서로 결합되어 너트(40')와 내부 하우징(154) 사이의 상대적 회전은 차단되지만, 이들 사이의 상대적 종방향 이동은 허용된다.
클리커(50'''')와 클러치(60'''')는 구동 슬리브(30')를 중심으로, 구동 슬 리브(30')와 내부 하우징(154) 사이에 배치된다.
클리커(50'''')는 구동 슬리브(30')의 제 2 플랜지(34')에 인접해서 위치된다. 클리커(50'''')는 (도시되지 않은) 최소한 하나의 스프링 부재를 포함한다. 또한 클리커(50'''')는 구동 메커니즘의 제 2 단부 주위에 배치되고 삼각형상을 갖는 (도시되지 않은) 한 세트의 치형을 포함한다. 압력을 받을 때, 클리커(50'''')의 최소한 하나의 스프링 부재는 구동 슬리브(30')의 플랜지(34')와 클러치(60'''') 사이에 축방향 힘을 가한다. 클리커(50'''')의 외측면과 내부 하우징(154)의 내측면은 종방향 지향 스플라인에 의해 함께 결합되어 클리커(50'''')와 내부 하우징(154) 사이의 상대적 회전은 차단되지만, 이들 사이의 상대적 종방향 이동은 허용된다.
클러치(60'''')는 구동 슬리브(30')의 제 2 단부에 인접해서 위치된다. 클러치(60'''')는 대체로 원통형상을 취하고, 그 제 1 단부에 (도시되지 않은) 원주 주위로 배치되고 클리커(50'''')에 작용하는 다수의 삼각형상을 가진 치형을 구비한다. 클러치(60'''')의 제 2 단부 부근에는 숄더(158)가 위치된다. 클러치(60'''')의 숄더(158)는 내부 하우징(154)과 (하기 기술되는) 투여량 다이얼 그립(76')의 반경방향 내부지향 플랜지 사이에 배치된다. 클러치(60'''')의 숄더(158)는 구동 메커니즘의 제 2 단부의 방향으로 연장되는 다수의 (도시되지 않은) 도그 치형을 구비한다. 클러치(60'''')는 (도시되지 않은) 스플라인에 의해 구동 슬리브(30')에 결합되어서 클러치(60'''')와 구동 슬리브(30') 사이의 상대적 회전은 차단된다.
투여량 다이얼 슬리브(70''')는 내부 하우징(154)의 외측에 그리고 제 2 메 인 하우징(4')으로부터 반경방향으로 내부를 향해 제공된다. 헬리컬 나사는 투여량 다이얼 슬리브(70''')의 내측면 상에 제공된다. 투여량 다이얼 슬리브(70''')의 헬리컬 나사는 내부 하우징(154)의 헬리컬 나사(150)와 맞물리게 된다.
제 2 메인 하우징(4')은 투여량 다이얼 슬리브(70''')의 외측면의 일부가 관찰될 수 있는 (도시되지 않은) 창을 구비한다. 편리하게, 다이얼 설정될 수 있는 투여량에 대한 시각적 지표, 예를 들면 (도시되지 않은) 참조 숫자열이 투여량 다이얼 슬리브(70''')의 외측면 상에 제공된다. 편리하게, 제 2 메인 하우징(4')의 창에 의해서 현재 다이얼 설정된 투여량만이 관찰된다.
투여량 다이얼 그립(76')은 구동 메커니즘의 제 2 단부 부근에 위치된다. 투여량 다이얼 그립(76')은 투여량 다이얼 슬리브(70''')에 대해서 회전과 축방향 이동을 하지 못하도록 고정된다. 투여량 다이얼 그립(76')은 반경방향 내부지향 플랜지(160)를 구비한다. 투여량 다이얼 그립(76')의 반경방향 내부지향 플랜지(160)는 구동 메커니즘의 제 1 단부의 방향으로 연장되는 (도시되지 않은) 다수의 도그 치형을 구비하여서, 클러치(60'''')의 도그 치형과 접하게 된다. 투여량 다이얼 그립(76')의 도그 치형과 클러치(60'''')의 도그 치형의 결합과 분리는 투여량 다이얼 그립(76')과 클러치(60'''') 사이에 해제가능한 클러치를 제공한다.
대체로 "T"자형 단면을 가진 버튼(82')이 구동 메커니즘의 제 2 단부에 제공된다. 버튼(82')의 원통형 특징부는 구동 메커니즘의 제 1 단부 부근에서 투여량 다이얼 그립(76')에서 개구를 통과하여 구동 슬리브(30')에서 리세스로 진입하여 연장된다. 버튼(82')의 원통형 특징부는 구동 슬리브(30')에서 제한된 축방향 이동 을 위해 그리고 이등 사이의 회전을 제한하도록 고정된다. 버튼(82')의 원통형 특징부는 클러치(60'''')의 숄더(158)의 제 2 면과 접하는 (도시되지 않은) 반경방향 연장 러그를 구비한다. 버튼(82')의 제 2 단부는 대체로 원통형을 취하고, 구동 메커니즘의 제 1 단부를 향해 하강하는 그 외주 주위에서 원통형 테두리부(skirt)를 구비한다. 버튼(82')의 테두리부는 투여량 다이얼 그립(76')으로부터 반경방향으로 내부를 향해 위치된다.
본 발명에 관한 구동 메커니즘의 작동은 이하 기술된다.
투여량을 다이얼 설정하기 위해, 사용자는 투여량 다이얼 그립(76')을 회전시킨다. 클리커(50'''')의 스프링 부재는 구동 메커니즘의 제 2 단부의 방향으로 클러치(60'''')에 축방향 힘을 가한다. 클리커(50'''')의 스프링 부재에 의해 가해진 힘은 클러치(60'''')의 도그 치형을 투여량 다이얼 그립(76')의 도그 치형에 회전을 위해 연결시킨다. 투여량 다이얼 그립(76')이 회전됨에 따라서, 관련된 투여량 다이얼 슬리브(70''''), 구동 슬리브(30') 그리고 클러치(60'''') 모두는 동조하여 회전한다.
다이얼 설정된 투여량에 대한 청각적 그리고 촉각적 피드백이 클리커(50'''')와 클러치(60'''')에 의해 제공된다. 클러치(60'''')가 회전됨에 따라서, 토크가 클러치(60'''')의 제 1 단부의 치형으로부터 클리커(50'''')의 치형으로 전달된다. 클리커(50'''')는 내부 하우징(154)에 대해서는 회전할 수 없어서, 클리커(50'''')의 최소한 하나의 스프링 부재는 변형하여 클러치(60'''')의 치형이 클리커(50'''')의 치형을 뛰어 넘도록 하여 청각적 그리고 촉각적 '딸깍음(click)'이 생성된다. 양호하게, 클리커(50'''')의 치형과 클러치(60'''')의 치형은 '딸깍음'이 의약품의 통상적인 단위 혹은 그와 같은 것에 대응되도록 배치된다.
투여량 다이얼 슬리브(70''')의 헬리컬 나사와 구동 슬리브(30')의 내부 헬리컬 나사는 동일한 리드길이를 갖는다. 이로써 투여량 다이얼 슬리브(70''')는 내부 하우징(154)의 나사(150)를 따라 구동 슬리브(30')가 피스톤 로드(20")의 제 2 나사(24')를 따라 전진하는 속도와 동일한 속도로 진행하게 된다. 피스톤 로드(20")의 회전은 피스톤 로드(20")의 제 1 나사(19')와 제 2 나사(24')의 대향 방향 때문에 차단된다. 피스톤 로드(20")의 제 1 나사(19')는 인서트(16')의 나사와 맞물리게 되고, 따라서 피스톤 로드(20")는 투여량이 다이얼 설정되는 동안 제 2 메인 하우징에 대해서 이동하지 않게 된다.
내부 하우징(154)에 결합된 너트(40')는 구동 슬리브(30')의 회전에 의해서 구동 슬리브(30')의 수나사를 따라 전진된다. 사용자가 카트리지의 공급가능한 양과 동등한 양의 의약품을 다이얼 설정할 때, 너트(40')는 구동 슬리브(30')의 제 2 플랜지(34')와 접하는 위치에 도달한다. 너트(40')의 제 2 면에 형성된 반경방향 멈춤부는 구동 슬리브(30')의 제 2 플랜지(34')의 제 1 면 상에서 반경방향 멈춤부와 접촉하여 너트(40')와 구동 슬리브(30') 모두의 추가적인 회전은 차단된다.
사용자가 부주의하게 원하는 투여량보다 더 많은 양을 다이얼 설정하게 된다면, 구동 메커니즘은 카트리지로부터 의약품을 분배하지 않고 투여량이 수정되도록 한다. 투여량 다이얼 그립(76')은 역방향으로 회전된다. 이로써 시스템은 역으로 작동한다. 클러치(60'''')를 통해 전달된 토크에 의해서 클러치(60'''')의 제 1 단 부에서 치형은 클리커(50'''')의 치형을 타고 넘어서 다이얼 설정된 투여량 감소에 해당하는 딸깍음이 생성된다.
원하는 투여량이 다이얼 설정될 때, 그후 사용자는 버튼(82')을 구동 메커니즘의 제 1 단부의 방향으로 누름으로써 이 투여량을 분배할 수 있다. 버튼(82')의 러그는 클러치(60'''')의 숄더(158)의 제 2 면에 압력을 가하여 클러치(60'''')를 투여량 다이얼 그립(76')에 대해서 축방향으로 이동시킨다. 이로써 클러치(60'''')의 숄더(158) 상에서 도그 치형은 투여량 다이얼 그립(76')의 도그 치형으로부터 분리된다. 그러나, 클러치(60'''')는 구동 슬리브(30')에 대해서 회전상 결합된 상태를 유지한다. 투여량 다이얼 그립(76') 그리고 이와 관련된 투여량 다이얼 슬리브(70''')는 이제 (내부 하우징(154)의 헬리컬 나사(150)에 의해 가이드되어) 자유롭게 회전할 수 있다.
클러치(60'''')의 축방향 운동은 클리커(50'''')의 스프링 부재를 변형시키고, 클러치(60'''')의 제 1 단부에서 치형을 클리커(50'''')의 치형에 연결시켜서 이들 사이의 회전은 차단된다. 이는 구동 슬리브(30')가 내부 하우징에 대해서(154) 회전하는 것을 차단하지만, 이들 사이에서 아직 축방향으로는 자유롭게 이동할 수 있다.
따라서 버튼(82')에 가해진 압력은 투여량 다이얼 그립(76') 그리고 이와 관련된 투여량 다이얼 슬리브(70''')를 제 2 메인 하우징(4')으로 회전진입시킨다. 이러한 압력 하에서, 클러치(60''''), 클리커(50'''') 그리고 구동 슬리브(30')는 구동 메커니즘의 제 1 단부의 방향으로 축방향 이동되지만, 이들은 회전하지는 않 는다. 구동 슬리브(30')의 축방향 이동으로 인해서 피스톤 로드(20")는 인서트(16')에서 나사형성 개구를 통과해 회전하고 그래서 압력 풋(22")을 전진시킨다. 이로써 피스톤에 힘이 가해지게 되어 의약품은 카트리지로부터 배출된다. 투여량 다이얼 그립(76')이 제 2 메인 하우징(4')에 접하는 위치로 복귀할 때 선택된 투여량이 공급된다.
압력이 버튼(82')으로부터 제거될 때, 클리커(50'''')의 스프링 부재의 변형이 클러치(60'''')를 구동 슬리브(30')를 따라 복귀하도록 가압하는데 사용되어서 클러치(60'''')의 숄더(158) 상의 도그 치형과 투여량 다이얼 그립(76') 상의 도그 치형이 결합된다. 따라서 구동 메커니즘은 다음 투여량을 다이얼 설정하기 위한 준비상태로 재설정된다.

Claims (10)

  1. 약물 공급 장치에 사용되는 구동 메커니즘에 있어서,
    암나사와 수나사를 구비한 하우징과;
    비원형 단면을 가지고, 하우징의 암나사와 나사결합하게 되는 피스톤 로드와;
    하우징과 피스톤 로드 사이에 위치되는 단일방향 커플링 수단과;
    하우징의 수나사와 나사결합하고 하우징에 대해서 회전가능한 투여량 다이얼 슬리브와;
    하우징과 피스톤 로드 사이에 위치되고, 축방향으로는 이동가능하지만 피스톤 로드에 대해서 회전이 불가능한 구동 슬리브와;
    구동 슬리브와 투여량 다이얼 슬리브 사이에 위치되는 클러치 수단을 포함하고,
    a) 투여량 다이얼 슬리브와 구동 슬리브가 상기 클러치 수단에 의해서 분리될 때, 상기 구동 슬리브에 대한 투여량 다이얼 슬리브의 회전은 허용되고,
    b) 투여량 다이얼 슬리브와 구동 슬리브가 상기 클러치 수단에 의해서 연결될 때, 상기 구동 슬리브에 대한 투여량 다이얼 슬리브의 회전이 차단되는 구동 메커니즘.
  2. 제 1 항에 규정된 바와 같은 구동 메커니즘을 포함하는 약물 공급 장치에 사 용되는 조립체.
  3. 제 1 항의 구동 메커니즘과 제 2 항의 조립체를 포함하는 약물 공급 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 펜형 장치인 약물 공급 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 주사기형 장치인 약물 공급 장치.
  6. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 니들을 포함하는 약물 공급 장치.
  7. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 니들을 포함하지 않는 약물 공급 장치.
  8. 제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에서 규정된 약물 공급 장치의 의약품 분배용으로의 사용방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 인슐린, 성장 호르몬, 저분자량 헤파린 그리고 이들의 동일물과 변형물로 구성된 그룹으로부터 선택된 활성 화합물을 포함하는 약제를 분배하기 위한 용도로의 약물 공급 장치의 사용방법.
  10. 제 1 항에 규정된 구동 메커니즘 혹은 제 2 항에서 규정된 조립체를 제공하는 단계를 포함하는 약물 공급 장치를 생산 또는 조립하는 방법.
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