KR20110102347A - 굴곡-탄성 금속 하우징을 갖는 일회용 인젝터 - Google Patents

굴곡-탄성 금속 하우징을 갖는 일회용 인젝터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기계적 스프링 에너지 리저버(50), 실린더/피스톤 유닛(100), 피스톤-작동 램(60), 및 트리거 유닛(80)을 수용하는 하우징(200)를 포함하는 일회용 인젝터에 관한 것이고, 스프링-하중을 받는 상기 피스톤-작동 램은 지지 로드(240) 또는 인장 후크(250)를 통해 상기 하우징 상에 지지되고, 개별 지지 로드 또는 인장 후크와 상기 피스톤-작동 램 사이의 각각의 접촉 구역은 반경방향 외향으로 각각의 지지 로드 또는 인장 후크를 강제하는 웨지 기어 쌍을 나타낸다. 상기 인젝터의 하우징은 얇은 벽체의 시트 금속부로 구성된다. 상기 시트 금속부는 서로 평행하게 배열되는 적어도 2개의 브랜치(220, 250)를 갖는다. 상기 시트 금속부는 적어도 2개의 압력 로드 또는 적어도 2개의 인장 후크를 갖고, 그 자유 단부는 특정 각도로 구부러져서, 상기 피스톤-작동 램에 대한 지지부를 형성한다.

Description

굴곡-탄성 금속 하우징을 갖는 일회용 인젝터{SINGLE-USE INJECTOR HAVING A FLEXURALLY ELASTIC METAL HOUSING}
본 발명은 하우징을 갖춘 일회용 인젝터에 관한 것으로서, 상기 하우징 내에는, 또는 상기 하우징 상에는, 각각의 경우에 적어도 일부 영역에서, 적어도 하나의 기계적 스프링 에너지 리저버와, 활성 물질로 적어도 일시적으로 충전될 수 있는 적어도 하나의 실린더/피스톤 유닛과, 적어도 하나의 피스톤-작동 램(piston-actuating rams)과, 적어도 하나의 트리거 유닛이 배열되며, 상기 스프링 에너지 리저버는 적어도 하나의 사전 인장된 스프링 요소를 포함하고, 스프링-하중을 받는 피스톤-작동 램은 지지 로드(support rod) 또는 인장 후크를 통해 하우징 상에 지지되며, 개별 지지 로드 또는 인장 후크와 피스톤-작동 램 사이에 배치되는 접촉 구역은 각각의 지지 로드나 인장 후크를 외향으로 강제하는 웨지 기어 쌍을 나타낸다.
독일특허공보 제10 2007 031 630 A1호는, 다른 것 가운데서도, 이러한 타입의 인젝터를 개시하고 있다. 스프링 에너지 리저버의 기계적 스프링을 제외하면, 인젝터의 거의 모든 구성요소들이 사출 성형에 의해 플라스틱으로부터 값비싸게 제조된다. 높은 기계적 하중을 받는 구성요소들은 유리 섬유로 추가적으로 강화된다.
따라서, 본 발명에서 다루는 문제점은, 조작이 쉽고 제조 비용이 저렴하며, 안전한 저장 및 작동을 보장할 수 있으면서, 소수의 구성요소만을 포함하는 소형의 전체적 크기를 갖는, 모듈식 설계의 일회용 인젝터를 개발하는 것이다.
이 문제점은 메인 청구항의 특징에 의해 해결된다. 따라서, 인젝터의 하우징은 얇은 벽체의 시트-금속부로 만들어진다. 시트-금속부는 적어도 2개의 브랜치를 갖는다. 각각의 브랜치는 실린더/피스톤 유닛의 실린더를 수용하는 수단으로 경사진 보유 요소 또는 요홈을 자유 단부에서 갖는다. 시트-금속부는 적어도 2개의 압력 로드(pressure rod) 또는 적어도 2개의 인장 후크를 갖고, 이들의 자유 단부가 소정 각도로 구부러져서 피스톤-작동 램에 대한 지지부를 형성한다.
본 발명을 이용하면, 일회용 인젝터를 트리거링할 때 피스톤-작동 램이 분사되는 방식의 무바늘(needleless) 일회용 인젝터를 이용할 수 있다. 스프링 에너지 리저버를 기-인장하고 보지하기 위해, 피스톤-작동 램은 하우징 내에 통합된 또는 하우징 상에 배열되는 적어도 하나의 지지 로드 또는 인장 후크를 통해 폼 핏(form fit)을 이용하여 보지된다. 지지 로드 또는 인장 후크는 적어도 일부 영역에서 하우징을 둘러싸는 트리거 요소에 의해, 일회용 인젝터 이용 이전에, 로킹 위치로 보지된다. 인젝터를 트리거링하기 위해, 지지 로드 또는 인장 후크가 해제되어, 스프링 에너지 리저버의 영향 하에, 피스톤-작동 램이 일회용 인젝터의 중앙선에 적어도 대략 평행하게 이동할 수 있고, 따라서, 적어도 하나의 노즐을 통해 실린더/피스톤 유닛의 실린더에 존재하는 분사 용액이 방출됨을 보장할 수 있다.
하우징은, 트리거 요소와 협동하여 실린더/피스톤 유닛 및 피스톤-작동 램과 함께 스프링 에너지 리저버의 기계적 또는 공압 스프링을 지지하는 간단한, 얇은 벽체형 시트-금속부고, 가능하다면, 단순히 시트-금속 스트립일 수 있다. 여러차례 구부러진, 펀칭된, 또는 절단된 시트-금속부가 철 물질 또는 비철 금속으로부터 거의 비용없이 제조될 수 있다. 높은 탄성 한도, 높은 인장 강도, 및 높은 항복점을 갖는 물질이 이상적이다. 적절하다면, 이는 고품질 플라스틱 및/또는 복합 물질일 수 있기도 하다. 심지어 글래스 또는 세라믹같은 거의 모든 물질이 적절할 수 있다.
본 발명의 추가적인 세부사항이 첨부 도면에 개략적으로 제시되는 다수의 예시적 실시예에 대한 다음의 설명으로부터, 그리고 종속항들로부터 명확해질 것이다.
도 1은 2개의 지지 로드를 갖는 일회용 인젝터의 도면,
도 2는 도 1과 동일하지만 90° 피봇된 도면,
도 3은 도 2의 단면도,
도 4는 시트-금속 스트립의 종방향 단면도,
도 5는 시트-금속 스트립의 상측 영역 도면,
도 6은 조립의 중간 단계의 일회용 인젝터 도면,
도 7은 조립 중 하우징의 상측 영역의 도면,
도 8은 도 7의 단면도,
도 9는 도 1과 동일하지만 해제 및 작동될 때의 상태 도면,
도 10은 블록-형태 램을 포함한, 단순화된 설계의 2개의 지지 로드를 갖춘 일회용 인젝터의 도면,
도 11은 도 10의 단면도,
도 12는 도 11과 동일하지만 해제 및 작동될 때의 상태 도면,
도 13은 도 12와 동일하지만 90° 피봇된 도면,
도 14는 일체형으로 형성되는 하우징 리드(housing lid)를 갖는 하우징의 상측 영역의 도면,
도 15는 2개의 인장 후크 및 블록-형태 램을 갖춘 일회용 인젝터의 도면,
도 16은 도 15와 동일하지만 90° 피봇된 도면,
도 17은 도 16의 단면도,
도 18은 시트-금속부의 종방향 단면도,
도 19는 시트-금속부의 상측 영역의 도면,
도 20은 도 1로부터의 확대 세부도,
도 21은 도 16으로부터의 확대 세부도.
도 1은 영구적으로 충전되는 스프링 에너지 리저버를 갖춘 일회용 인젝터를 도시한다. 일회용 인젝터는 트리거 요소(82)에 의해, 그리고, 보호 캡(120)에 의해 둘러싸이는 하우징(200)과, 예를 들어, 분사 용액으로 기-충전된 실린더/피스톤 유닛(100)과, 피스톤-작동 램(60)과, 스프링 에너지 리저버로 나선형 압축 스프링(50)을 포함한다. 실린더/피스톤 유닛(100)은 보호 캡(120)의 대부분에 대해 놓인다.
하우징(200)은, 예를 들어, 도 4의 "U"자 형태를 형성하도록 구부러진 시트-금속 스트립(201)이다. 예를 들어 18 밀리미터의 폭을 갖는 시트-금속 스트립(201)은 펴졌을 때 대략 240 밀리미터다. 적절한 경우 스프링강으로 제조되는 시트-금속 스트립(201)은 예를 들어, 0.5 밀리미터의 벽체 두께를 갖는다. 구부러진 시트-금속 스트립(201)은 중앙 단부판(210)과, 중앙 단부판(210)으로부터 적어도 대략 수직으로 돌출하는 2개의 브랜치(220)를 포함한다. 자유 단부에서, 서로 적어도 대략 평행하게 배향되는 브랜치(220)는 각각 90°의 각도로 내향으로 구부러져서 보유 요소(221)를 형성하게 된다. 보유 요소(221)는 예를 들어, 1.5 내지 3 밀리미터의 길이를 갖고, 서로를 향해 돌출한다. 보유 요소(221)는 단부판(210)에 평행하게 배향되는 평면을 형성한다.
후크-형태 보유 요소(221) 대신에, 각각의 브랜치(220)에 요홈이 제공될 수 있고, 이 요홈에는 실린더/피스톤 유닛(100)의 실린더가 핀을 이용하여 각 경우에 매달릴 수 있다.
단부판(210)과 브랜치(220) 사이의 전이부에서, 각각의 경우에 2개의 보강 비드(stiffening beads)(211)가 도 5에 따라 가압된다. 보강 비드(211)는 단부판(210) 내로 돌출하여, 추가적으로 단부판(210)의 중앙에 나선형 압축 스프링(50)의 최종 권선을 두게 한다.
예를 들어, 9 밀리미터의 폭을 갖는 지지 로드(240)가 각 브랜치(220)의 하측 절반에 배열된다(도 4 참조). 지지 로드(240)는 U자형 갭(231)을 절단함으로써 형성되고, 예를 들어, 폭은 0.2 내지 0.5 밀리미터다. 각 브랜치(220)의 하측 영역에서, 즉, 보유 요소(221) 근처에서, 갭(231)은 구멍(bores)(232)으로 종료되어, 거기서의 노치 응력을 최소화시킨다. 실질적으로 평면인 브랜치(220)에 반해, 지지 로드(240)는 여러 차례 구부러진다(도 20 참조). 지지 로드(240)는 굴곡 빔(248), 지지부(241) 및 베어링부(242)를 포함한다. 굴곡 빔(248)은 스프링 에너지 리저버(50)의 인장력을 굴곡 빔(248)을 지지하는 브랜치(220) 내로 이끈다. 피스톤-작동 램(60)은 일회용 인젝터가 언트리거 상태에 있을 때 지지부(241) 상에 놓인다. 베어링부(242)를 이용하여, 지지 로드(240)는 넓은 표면 영역에 걸쳐 트리거 요소(82) 상에 지지된다.
종방향으로 대략 1.5 내지 3 밀리미터로 측정되는 지지부(241)(도 20 참조)는, 굴곡 빔(248)으로 110° 내지 115°의 각도를 에워싼다. 이는 수직에 대해 60도만큼 경사진다. 종방향으로 1 내지 2 밀리미터 폭을 갖는 베어링부(242)는 지지부(241)로 약 140°의 각도를 에워싼다. 도 1 내지 4에 따라, 이는 트리거 요소(82) 상의 넓은 표면 영역에 걸쳐 놓인다. 예를 들어, 트리거 요소(82)는 접촉 영역 내에 세라믹 라이닝을 갖는다.
적절한 경우, 탄성 지지 로드(240)는, 중앙선(5)에 적어도 대략 평행하게 이어지는, 그리고, 버클링(buckling)에 대한 내성을 증가시키도록 기능하는, 종방향 비드를 하측 영역에 갖는다. 지지 로드(240)는 탄성 굴곡 빔(248)과 같이 탄성적으로 외향으로 항상 항복하여, 트리거링 작용 중 나선형 압축 스프링(50)의 신장 속도 저하를 방지할 수 있다.
지지 로드(240)는 인장 후크에 의해 대체될 수도 있다. 인장 후크는 U자형 슬릿에 의해 각각의 브랜치(220)로부터 경계가 형성된다. 그러나, 이 경우에 구멍(232)은 단부판(210) 근처에 놓인다. 인장 후크의 각각의 지지부가, 예를 들어, 도 18로부터의 인장 후크(250)의 지지부(251)에서처럼, 설계된다.
도 4 및 도 20에 따르면, 피스톤-작동 램(60)이 지지 로드(240)의 지지부(241) 상에 놓인다. 피스톤-작동 램(60)은 이 경우에, U자형으로 구부러진, 그리고, 중간부, 램 플레이트(ram plate)(73) 및 2개의 가이드 브랜치(78)로 구성되는, 시트-금속 스트립이다. 램 플레이트(73)는 단부판(210)에 평행하게 배향된다. 가이드 브랜치(78)는 직각으로 상향으로 돌출한다. 나선형 압축 스프링(50)은 가이드 브랜치(78) 사이에 놓인다. 적절한 경우, 가이드 브랜치(78)는 보강 비드(가령, 도 5로부터의 시트-금속 스트립의 보강 비드(211))에 의해 램 플레이트(73)에 대해 상대적으로 보강된다.
도 20에 따르면, 지지 로드(240)의 각각의 지지부(241) 상에 놓이는 영역의 램 플레이트(73)는, 예를 들어, 넓은 표면 영역에 걸쳐 접촉을 보장하기 위해, 20°베벨(bevel)(75)을 갖는다.
도 1에 따르면, 피스톤-작동 램(60)이 2개의 브랜치 사이에서 명목 거리보다 약간 좁은, 가령, 0.1 내지 0.3 밀리미터만큼 좁은 폭을 갖는다. 따라서, 피스톤-작동 램(60)은 브랜치(220) 상에서 횡방향으로 안내된다. 피스톤-작동 램(60)의 가이드 브랜치(78)가 트리거 요소(82)의 내측 벽체(89) 상에서 놀면서 안내됨을 도 2에서 확인할 수 있다.
도 1 내지 도 3 및 도 20에 따르면, 다른 것들 중에서도, 램 플레이트(73)가 실린더/피스톤 유닛(100)의 피스톤(111)의 후방 단부를 추가적으로 안내하기 위한 중심 구멍(76)을 갖는다.
압력을 받는 2개의 지지 로드(240)가 램 플레이트(73)를 통해 피스톤-작동 램(60)을 사전 인장된 위치에 보지한다(도 1 및 도 20 참조). 이를 위해, 지지 로드(240)는 지지부(241)를 이용하여 램 플레이트(73)의 하측 20° 베벨(75) 상에 기댄다. 개별 지지부(241)와 이에 대응하는 20° 베벨(75) 사이의 각각의 접촉 표면의 크기는 5㎜2 내지 20㎜2의 범위 내에 있다.
시트 금속으로 만들어진 하우징(200)은, 배치되어 슬라이딩할 수 있는, 트리거 요소(82)에 의해 둘러싸인 대부분에 대한 것이다. 트리거 요소(82)는 여기서, 리드(lid)(285)에 의해 후방 단부에서 닫히는, 그리고, 트리거 유닛(80)의 일부분인, 정사각형 튜브다. 플라스틱(예를 들어, 폴리아미드)으로 만든, 그리고, 예를 들어, 1.5 내지 2.5 밀리미터의 벽체 두께를 갖는 정사각형 튜브(82)가, 2개의 상호 대향된, 가령, 장방형의 윈도(83) 또는 개구를 중앙 영역에 갖는다. 윈도(83)는 예를 들어, 10.5 밀리미터의 폭을 갖고, 종방향으로, 즉, 중앙선(5)에 평행하게, 3.75 밀리미터의 높이를 갖는다. 인젝터가 트리거링될 때, 윈도는 각각의 경우에 개별 지지 로드(240)의 베어링부(242)와 지지부(241)를, 예를 들어, 완전히, 수용한다(도 9 참조).
10분의 수 밀리미터만큼 내측으로 돌출하는 3개의 탄성 로킹 탭(181-183)이 정사각형 튜브(82)의 후방 영역에 배열된다(도 7 및 도 8 참조). 로킹 탭(181-183)은 각각, 예를 들어, 장방형 형태를 갖는다. 그 벽체 두께는 정사각형 튜브(82)의 벽체 두께의 대략 50%에 대응한다. 이러한 탭들은 갭(185)에 의해 최근접한 로킹 탭으로부터, 그리고, 정사각형 튜브(82)의 벽체로부터, 3개의 측부 상에서 경계가 정하여진다. 갭(185)은 예를 들어, 0.5 밀리미터의 폭을 갖는다. 폭은 단부판(210)의 벽체 두께에 대응한다. 2개의 갭(185)이 직각으로 서로 만나는 위치에서, 로킹 탭(181-183)은 둥글다.
정사각형 튜브 상에 일체형으로 형성되는, 편심으로 배열되는 로킹 탭(181-183)은 3개의 위치(186-188)에서 시트-금속 스트립(201)의 위치를 고정한다. 탭(181-183)은 트리거 요소(82)의 내부로 10분의 수 밀리미터만큼 돌출한다. 제 1 위치(186)는 전방 로킹 탭(181)과 중간 로킹 탭(182) 사이의 갭이다. 단부판(210)은, 시트-금속 스트립(201)이 조립될 때 수평 갭에서 로킹되고(도 6 참조), 나선형 압축 스프링(50)은 추가적인 중간 저장을 위해, 단부판(210)과 피스톤-작동 램(60) 사이에서 조여진다.
제 2 위치(187)는 중간 로킹 탭(182)와 후방 로킹 탭(183) 사이의 갭이다. 도 1 및 도 2에 따르면, 단부판(210)이, 완전히 조립되었으나 아직 트리거링되지 않은 일회용 인젝터에 자리잡는다. 이러한 갭에서 단부판(210)의 로킹은 보호 캡(120) 제거 후, 정사각형 튜브(82)로부터 하우징(200)이 빠져나가는 것을 방지한다. 제 3 위치(188)는 후방 로킹 탭(183) 위의 갭이다. 시트-금속 스트립(201)은 인젝터가 트리거링된 후, 이 위치에서 자신을 스스로 로킹한다(도 9 참조). 이는 인젝터의 바람직하지 못한 해체를 방지하고자 이 위치에 고정되어 사용된다.
적절한 경우, 로킹 탭(181-183)의 각각의 상측 코너, 즉, 리드(285)와 면하는 코너들은 날카로운 에지를 갖고, 따라서, 시트-금속 스트립(201)이 정사각형 튜브(82) 내로 밀려들어갈 수 있다. 대향 방향으로의 움직임은 불가능하다.
로킹 탭(181-183) 대신에, 로킹 플레이트(191)를 이용하는 것도 가능하다(도 10 내지 도 13 참조). 로킹 플레이트(191)는 정사각형 튜브(82)에 통합되는 얇은 벽체의, 굴곡-탄성판이다. 변형되지 않은 로킹 플레이트(191)에서, 그 외측 표면은 정사각형 튜브(82)의 외측면과 같은 높이로 종료된다(도 11 참조). 내부를 향해, C자형 갭(196)으로 잘려진 로킹 플레이트(191)는 2개의 로킹 스터브(192, 193) 및 중앙 로킹 웹(194)을 긴 내측 에지를 따라 갖는다. 로킹 스터브(192, 193) 과 로킹 웹(194) 사이에, 각각의 경우에 노치(195)가 존재하며, 노치(195)의 폭은 노치 베이스에서, 시트-금속 스트립(201)의 벽체 두께에, 또는, 단부판(210)의 벽체 두께에 대응한다. 변형되지 않은 로킹 플레이트(191)에서, 로킹 스터브(192, 193)와 로킹 웹(194)은 정사각형 튜브(82)의 내부 내로 돌출한다. 전방 노치(195)의 사이트는 이동 장벽(movement barrier)으로 시트-금속 스트립 파킹 위치의 제 1 위치(186)(도 7 참조)에 대응하고, 후방 노치(195)의 사이트는 제 2 시트-금속 스트립 파킹 위치(187)를 나타낸다(도 1, 2, 7 참조).
일회용 인젝터가 완전히 조립되었을 때, 윈도(83) 및 갭(185, 186)은, 예를 들어, 선택적으로 탄성인 필름에 의해 덮혀서 먼지로부터 보호될 수 있고, 상기 선택적으로 탄성인 필름은, 접착제에 의해 영구적으로 고정되거나 수축-끼워맞춤되고, 그리고, 예를 들어, 새겨질 수 있다.
여기서 도시되는 변형에서, 모든 로킹 요소(181-183; 192-194)는 트리거 요소(82) 상에 배열된다. 이들은 일부 경우에 일시적으로, 그리고 일부 경우에 영구적으로, 트리거 요소(82)에 대해 단부판(210)의 위치를 고정시킨다. 이러한 로킹 요소(181-183; 192-194)가 예를 들어, 하우징(200) 상에 배열되는 캠형 로킹 요소에 의해 대체되는 것을 또한 고려할 수 있다. 이러한 캠형 로킹 요소는 그후 트리거 요소(82)의 대응하는 절단부에서 결합하여, 필적가능한 로킹 위치를 제공할 수 있다.
후방 단부에서, 정사각형 튜브(82)는 리드(285)에 의해 폐쇄된다. 리드(285)는 예를 들어, 접착성 본딩, 용접, 로킹 또는 압축에 의해, 트리거 요소(82)에 연결된다. 적절한 경우, 리드는 트리거 요소(82) 상에 일체형으로 또한 형성된다.
도 14는 필름 힌지(287)를 통해 정사각형 튜브(82) 상에 일체형으로 형성되는 리드(285)를 도시한다. 접혀진-개방 상태에서, 리드는 사출 성형에 의해 정사각형 튜브(82)와 함께 제조된다. 로킹 후크(288)는 리드(285)로부터 하향으로 돌출한다. 로킹 후크(288)는 도 10에 도시되는 위치에 시트-금속 스트립(201)을 고정한다.
이러한 도시되는 실시예에서, 실린더/피스톤 유닛(100)은 분사 용액(1) 또는 용매, 예를 들어, 분사를 위한 물로 충전되는 투명 실린더(101)를 포함하고, 도 1에 따르면 피스톤(111)이 그 후방 위치에 자리 잡는다.
실린더(101)는 예를 들어, 두꺼운-벽체의 팟(pot)이다. 실린더 구멍은 예를 들어 원통형이거나 절단원추형이다. 피스톤(111)의 전방 단부면의 윤곽에 적어도 대략 구성되는 실린더 베이스를 갖는 구멍의 중앙에서, 짧은 원통형 노즐-타입 구멍(106)이 존재한다. 구멍(106)의 직경은 대략 0.1 내지 0.5 밀리미터다. 이러한 구멍(106)은 직경 대비 1배 내지 5배의 길이를 갖는다. 구멍(106)은 실린더(101)의 하부의 외측 단부면(103)의 원통형 요홈(107)에서 종료된다(도 9 참조). 적절한 경우, 실린더(101)의 베이스에 2개 이상의 노즐-타입 구멍(106)을 배열하는 것이 또한 가능하다.
요홈(107) 주위로, 접착 링(108)이 단부면(103)에 견고하게 부착된다. 접착 링(108)은 단부면(103)의 거의 전부를 덮는다.
실린더(101)의 공간적 외측 윤곽은 예를 들어, 도시되는 실시예에서 정사각형 구조를 갖는다. 그러나, 원통형 구조일 수도 있다. 실린더의 중앙 영역에서, 중앙선(5)에 대해 가로지르도록 배향되는 외측 윤곽의 단면은, 중심 구멍을 갖는 정사각형 표면이다. 이 단면은 실린더(101)가 정사각형 튜브(82)의 내부에서 약간 놀면서 슬라이딩하도록 하는 크기를 갖는다.
정사각형 튜브(82)를 지향하는 상측 쿼터에서, 실린더(101)는 예를 들어, 장방형 노치 단면을 갖는, 예를 들어, 원주형 보유 노치(104)를 그 외측 윤곽에서 갖는다. 보유 노치(104) 위에서, 실린더(101)는 전달 피라미드 형태로 좁혀진다. 상호 대향된 피라미드 표면으로 에워싸이는 각도는 예를 들어 20° 내지 30°이다. 적절한 경우, 보유 노치(104)가 2개의 상호 대향된 단일 노치들로 구성될 수도 있다.
실린더(101)는, 실린더의 후방면의 영역에서, 밀봉 요소(sealing element)(116)를 수용하기 위한 환형 그루브(105)로 종료되는, 실린더 내측 벽체(109)를 갖는다.
전방에 위치한, 적어도 대략 원추형태인 단부면에서, 실린더(101) 내에 놓인 피스톤(111)은 밀봉 링(114) 또는 영구적으로 탄성인 밀봉용 화합물을 수용하기 위한 축방향 환형 그루브(112)를 갖는다. 피스톤(111)은 중앙 영역에서 허리부를 갖고, 후방 단부에서 중앙 절단원추형 핀(118)을 가지며, 이 핀(118)은 램 플레이트(73)의 구멍(76)에 놀면서 결합된다.
피스톤(111) 및 밀봉 요소(116)는 안전한 방식(sterile manner)으로 실린더의 충전된 내부(110)를 폐쇄한다.
도 10에 따르면, 실린더(101)의 하부 단부면(103)의 원통형 요홈(107)이, 예를 들어, 보호 필름(128)에 의해 밀봉된다. 보호 필름(128)은 단부면(103) 상의 접착 링(108)에 걸쳐 접착된다. 이는 횡방향 풀-오프 탭(129)을 갖는다. 보호 필름(128)의 중앙 영역에서, 보호 필름(128)에 견고하게 부착되는, 그리고, 요홈(107)의 중공 공간을 밀봉 방식으로 충전하는 탄성 스토퍼(elastic stopper)가 존재한다.
이에 대한 대안으로서, 팟-형태의 보호 캡(120)이, 다른 것 중에서도, 도 1 및 도 2에 도시되는 바와 같이, 아래로부터 실린더(101)에 끼워맞춤된다. 기하학적 측면에서, 원-피스 보호 캡(120)은 원칙적으로 다섯개의 평면 벽체로 구성되고, 약간 놀면서 횡방향으로 실린더(101)를 둘러싼다. 그 상측의, 그리고, 예를 들어, 평면형의, 단부면은 정사각형 튜브의 형태로 트리거 요소(82)의 전방 단부면과 접촉한다. 보호 캡(120)의 외측 벽체는 실린더(101)로부터 풀 오프되기 용이하도록 구성된다. 도시되는 실시예에서, 그루브 프로파일(122)이 사용된다.
보호 캡(120)의 베이스는 실린더(101)의 요홈(107)에 밀봉되도록 결합되는 스토퍼(121)를 갖는다. 보호 캡(120)은 접착 링(108)을 통해 실린더(101)에 부착된다. 접착 링(108)은 보호 캡(120)의 베이스에 비해 실린더(101)에 실질적으로 더 큰 접착도를 갖는다. 접착도의 차이를 더 보장하기 위해 베이스에는, 접착 링(108)에 대한 접촉 표면이 접착 링(108)과 실린더의 단부면(103) 사이의 접촉 표면보다 작도록, 프로파일이나 쇼울더가 선택적으로 제공된다.
나선형 압축 스프링(50)이 시트-금속 스트립(201)의 단부판(210)과 램 플레이트(73) 사이에 기-인장되어 배치된다. 스프링력은 램 플레이트(73)를 통해 지지 로드(240)에 전달된다. 램 플레이트(73)의 베벨(75)의 경사때문에, 지지 로드(240)는 웨지 기어와 같이 반경방향 외향으로 힘을 받는다(도 20 참조). 베벨(75)은 지지 로드(240)의 경사진 지지부(241)와 접촉한다. 베어링부(242)는 정사각형 튜브(82)의 내측 벽체 상에 적어도 실질적으로 평탄하게 놓인다. 따라서, 정사각형 튜브(82)는 웨지 기어에 의해 야기되는 반경방향 힘을 영구적으로 뒷받침한다.
도 1 및 도 2에 따르면, 정사각형-튜브-형태의 트리거 요소(82) 및 보호 캡(120)이 그들의 단부면에서 접촉한다. 투명 봉인물(tamper-evident seal)로서, 이 영역은 안전 요소로 리본(banderole)으로 추가적으로 에워싸인다. 찢어지거나 분리될 수 있는 리본(90)은, 예를 들어, 접착제로 한 측부 상에 코팅되는 종이 스트립 또는 필름 스트립이다. 필름 스트립은 트리거 요소(82) 및 보호 캡(120)의 조합을, 예를 들어, 단일층으로, 한번 둘러싼다. 이는 부분(82, 120)을 일시적으로 고정시킨다. 인젝터를 이용하기 위한 준비사항으로, 인젝터의 분사를 준비하거나 보호 캡(120)을 제거하기 위해, 리본(90)은 트리거 요소(82)와 보호 캡(120) 사이의 접착 연결이 이루어지지 않도록 하는 방식으로 풀-오프되거나 분리된다. 이를 위해, 도시되는 실시예에서, 트리거 요소(82) 영역에 놓인 테어-오프 탭(tear-off tab)(96)을 잡고, 따라서, 리본(90)을, 예를 들어, 분해하여, 푼다. 이와 같이 함에 있어, 리본(90)은 지정된, 그리고, 예를 들어, 직선의 지정 파괴점(93)에서 찢어지고, 이러한 파괴점은 정확하게 단부면의 영역에 놓인다. 결과적으로, 분사 준비 중, 트리거 요소(82) 상에 기대는 리본(90)의 해당 부분만이 제거된다.
도 6 및 도 7은 중간 조립 단계에서의 인젝터를 도시한다. 조립 과정은 먼저, 피스톤-작동 램(60) 및 시트-금속 스트립(201)에 나선형 압축 스프링(50)을 결합시키는 과정을 수반한다. 이를 위해, 나선형 압축 스프링(50)이 이미 형성된 시트-금속 스트립(201) 내로 끼워맞춤되어, 스프링의 일 단부가 단부판(210) 상에 기대게 된다. 스터럽(stirrup)-형태의 피스톤-작동 램(60)이 스프링의 다른 일 단부에로 밀려들어간다. 그후, 외부 또는 내부로 나선형 압축 스프링(50)을 안내하는 조립 장치의 도움으로, 스프링 작용에 반작용하도록, 시트-금속 스트립(201)이 단부판(210)과 피스톤-작동 램(60) 사이에서, 단부면(74)의 베벨(75)이 지지부(241) 뒤에 놓이게 되는 정도로, 함께 밀려들어간다. 이렇게 함에 있어, 피스톤-작동 램(60) 상에서 횡방향으로 기대는 베어링부(242)는 조립 과정을 촉진시킨다.
조립 상태에서 여전히 인장된 상태로 있는, 인장된 스프링(50), 시트-금속 스트립(201), 그리고, 피스톤-작동 램(60)의 조합이, 이제 아래로부터 정사각형 튜브(82) 내로 삽입된다. 삽입 과정은 단부판(210)이 로킹 탭(181, 182) 사이에 배치된 갭(185)에서 로킹될 때 완료된다. 이 위치(186)(도 6 참조)에서, 브랜치(220)의 자유 단부가 정사각형 튜브(82)로부터 하향으로 돌출한다.
추가적인 조립 단계에서, 충전된 실린더/피스톤 유닛(100)이, 전방에 대한 피스톤(111)의 가이드 핀(118)을 이용하여 정사각형 튜브(82) 내로 삽입되는데, 한편으로는, 가이드 핀(118)이 피스톤-작동 램(60)의 구멍(76) 에서 결합되고, 다른 한편으로, 브랜치(220)의 보유 요소(221)가 실린더(101)의 보유 노치(104)와 결합한다. 이 위치로부터 시작하여, 정사각형 튜브(82)는 단부판(210)이 로킹 탭(182, 183) 사이에 배치된 갭(185)에서 로킹될 때까지, 시트-금속 스트립(201)에 걸쳐 더욱 밀려들어간다. 이 과정에서, 보유 요소(221)는 보유 노치(104)에서 견고하게 결합되고, 따라서, 정사각형 튜브(82)에서 실린더/피스톤 유닛(100)을 고정시킨다. 도 1에 도시되는 조립 단계에 비해, 앞으로 진행하여야 할 나머지 절차는, 투명 봉인부(90)를 도포하고 새겨진 필름을 이용하여 윈도(83) 및 갭(185, 196)을 덮는 것이다.
도 10 내지 도 13은 도 1 내지 도 9에 비해 단순화된 변형을 도시한다. 이러한 변형은 일곱 가지의 차이를 보인다. 첫번째로, 지지 로드(240)는 도 20에 비해 도 10 및 도 12에서, 별도의 베어링부를 갖지 않는다. 두번째로, 피스톤-작동 램(60)은 단순한 정사각형 플레이트로서, 구멍이 없고 그 하측 단부면(74) 상에 2개 또는 4개의 베벨(75)을 갖는다. 적절한 경우, 점선으로 표시되는 가이드 핀(62)이 정사각형 플레이트의 상측 단부면 상에 일체형으로 형성되거나 고정된다. 세번째로, 피스톤(111)이 그 후방 단부면 상에 가이드 핀을 갖지 않는다. 네번째로, 트리거 요소(82)는 로킹 탭(181-183) 대신에 로킹 플레이트(191)을 갖는다(도 7 참조). 다섯번째로, 보호 캡(120)(도 1 참조) 대신에, 실린더(101)가 보호 필름(128)(도 10 및 도 11 참조)만을 갖는다. 여섯번째로, 리본(90)이 실린더(101) 주위로만 감긴다. 그러나, 리본(90)의 필름은 충분한 벽체 두께를 가져서, 트리거링 방향(6)으로 트리거 요소(82)의 움직임을 견고하게 차단하는 것을 보장할 수 있다. 일곱번째로, 트리거 요소(82)는, 예를 들어, 도 14에 따라 일체형으로 형성되는 리드(285)를 갖는다.
일회용 인젝터의 세번째 변형이 도 15 내지 도 19에 도시된다. 이러한 인젝터는 하우징으로 시트-금속 스트립(201)을 갖지 않고, 대신에, 시트-금속 크로스(202)(도 18 및 도 19 참조)를 갖는다. 도 19는 이미 형성된 시트-금속 크로스(202)의 상측 영역을 도시한다. 여기서, 시트-금속 크로스(202)는 이미 알려진 단부판(210)을 갖고, 단부판(210) 상에는 2개의 폭넓고 긴 브랜치(220)가 배열되고, 중앙선(5) 주위로 90°의 각도로 오프셋된 2개의 폭좁고 짧은 브랜치(250)가 배열된다. 설명되는 크기 관계는 예시적인 사항일 뿐이다.
길고 폭넓은 브랜치(220)는 보유 요소(221)를 통해 실린더(101)를 보지하는 역할을 한다(도 1 및 도 2 참조). 그러나, 도 15 내지 도 19에서는 이 브랜치들이 지지 로드를 갖지 않는다.
짧고 폭좁은 브랜치(250)는 인장 후크로 기능하고 지지 로드를 대신한다. 도 18에 따르면, 그 자유 하측 단부에서, 여기서 도시되는 각각의 인장 후크(250)는 예를 들어, 60도 각도로, 인장 후크의 단부를 내향으로 단순히 구부림으로써 얻어지는 지지부(251)를 갖는다. 인장되는 스프링 에너지 리저버(50)를 이용하여, 여기서의 판형 피스톤-작동 램(60)이 지지부(251) 상에 베벨(75)과 함께 놓인다.
도 15, 16, 21에 따르면, 피스톤-작동 램(60)은 예를 들어, 정사각형 또는 장방형 단부면(도 17 참조)을 갖는 평탄한 플레이트이다.
인장되는 스프링 에너지 리저버(50)를 이용하여, 인장 후크(250)는 종방향 그루브(88)에 속한 에지(85) 아래의 트리거 요소(82)의 내측 벽체 상에 기댄다. 여기서도, 지지부(251)와 베벨(75)은 인장 후크(250)를 외향으로 강제하는 웨지 기어를 형성한다. 분해된 상태에서, 탄성 인장 후크(250)는 외부를 향해 돌출한다. 이러한 방식으로, 이들은 인젝터가 트리거링된 후 외향으로 나타나며, 웨지 기어의 작용에 관계없이, 나선형 압축 스프링(50)의 길이 변화를 방해하지 않게 된다.
인젝터가 트리거링될 때 인장 후크(250)를 외향으로 강제하기 위해, 예를 들어, 이 경우에도 정사각형 튜브의 형태를 취하는, 트리거 요소(82)는, 2개의 기-언급한 상호 면하는 종방향 그루브를 내측 벽체(89) 상에(도 16 및 도 17 참조) 필요로한다. 각각의 종방향 그루브(88)는, 트리거 요소(82)의 중앙 영역에 있는, 리턴 플랭크(return flank)(84)에서, 종료된다(도 21 참조). 트리거링될 때 트리거 요소(82)의 이동의 결과로, 에지(85)가 인장 후크(250)의 지지부(251) 아래에 도달하여, 이들이 종방향 그루브(88) 내로 물러나게 된다.
정사각형 튜브(82) 내 종방향 그루브(88)의 배열 때문에, 다양한 위치에서 시트-금속 크로스(202)를 로킹하는 로킹 탭(181-183)이 다음 코너의 내측 에지 방향으로 시프트된다.
상술한 하우징-형태의 시트-금속 크로스(202) 대신에, 6개, 8개, 또는 그 이상 개수의 브랜치를 갖는 시트-금속 스타를 이용하는 것도 가능하다. 예를 들어, 시트-금속 스타가 팔각형 단부판(210)을 갖고, 보유 요소(211)를 갖는 네개의 브랜치와, 지지부(251)를 갖는 다른 네개의 브랜치가 적어도 대략 직교하도록 배열된다. 보유 요소(221) 및 지지부(251)는 서로 교대로 배열된다. 그후 피스톤/실린더 유닛(100) 및 트리거 요소(82)는 예를 들어, 팔각형 단면을 또한 갖는다. 시트-금속 크로스 또는 시트-금속 스타가 개별 시트-금속 스트립으로부터 만들어질 수도 있고, 이때, 시트-금속 스트립은 예를 들어, 용접이나 리벳 결합에 의해, 단부판(210)의 영역에서 서로 연결된다.
이용을 위해 도 1 내지 도 9에 도시되는 일회용 인젝터를 준비하기 위해, 먼저, 테어-오프 탭(96) 및 후방 리본부(91)를 떼어냄으로써 분사 준비가 된다. 그후, 보호 캡(120)이 실린더/피스톤 유닛(100)으로부터 떨어진다. 그후, 순방향으로 면하는 접착 링(108)을 갖는 인젝터가 분사 사이트 상에 위치한다. 이를 행함에 있어, 일회용 인젝터는 정사각형 튜브를 이용하여 피스트(fist)에 보지된다. 인젝터를 보지하는 손의 엄지 손가락이, 펜을 보지할 때와 같이, 예를 들어, 리드(285) 상에 지지된다.
정사각형 튜브(82)는 실린더/피스톤 유닛(100)의 방향으로 이제 이동한다. 이러한 과정에서, 트리거 요소(82)는 시트-금속 스트립(201) 하향으로 선형으로, 즉, 분사 사이트 방향으로, 슬라이딩한다. 지지 로드(240)의 베어링부(242)는 에지(85)에 걸쳐 미끄러지고, 스프링 요소(50)의 힘 아래에서, 윈도(83) 내로 반경방향 외향으로 도약한다. 지지부(241)는 피스톤-작동 램(60)을 해제시킨다. 피스톤-작동 램(60)은 방해받지 않으면서 하향으로 슈팅된다. 이를 행함에 있어, 램 플레이트(73)의 단부면(74)이 10분의 수 밀리미터 또는 수 밀리미터만큼 떨어져 배치된 피스톤(111)의 단부면과 충돌한다. 피스톤(111)은 실린더(101)가 비워질 때까지, 예를 들어, 최초에 300x105 Pa의 압력으로, 노즐(106)을 통해 분사 용액 또는 약물(1)에 힘을 가한다(도 9 참조). 분사 과정은 분사 용액(1)의 방출로 완료된다.
도시되는 실시예는 하우징의 브랜치들이 각각의 쌍에서 서로에 적어도 대략 평행하게 배향되는 인젝터를 도시하며, +/-2°의 각도 편차가 허용가능하다. 브랜치(220, 250)는 평행한 평면에 놓이며, 인젝터의 단면에서 보았을 때, 이 평면들은 장방형의 상호 대향된 측부를 형성한다. 인젝터의 단면의 평면은 중앙선(5)에 대해 직교하게 놓인다. 이 측부들이 마름모, 평행사변형, 사다리꼴, 또는, 장사방형(oblique quadrilateral)에 속할 수도 있다.
추가적으로, 브랜치(220, 250) 및 압력 로드(240) 각각은 각각의 쌍에서 동일한 길이를 갖는다. 이는 절대적으로 필요한 것은 아니다. 예를 들어, 압력 로드(240)는, 윈도(83) 및 피스톤-작동 램(60)의 표면이 대응하여 오프셋될 경우, 서로 다른 길이를 가질 수 있다.
1 : 분사 용액, 약물 5 : 종방향의 인젝터의 중앙선
6 : 화살표 방향으로 하향 이동하는 트리거 요소의 트리거링 움직임 방향
50 : 스프링 요소, 나선형 압축 스프링, 스프링 에너지 리저버
60 : 피스톤-작동 램 62 : 가이드 핀
73 : 램 플레이트 74 : 단부면, 하측 단부면
75 : 베벨, 20°베벨 76 : 구멍
78 : 가이드 브랜치 80 : 트리거 유닛
82 : 트리거 요소, 정사각형 튜브 83 : 윈도, 개구
84 : 리턴 플랭크 85 : 에지, 날카로운-에지
88 : 종방향 그루브 89 : 내측 벽체
90 : 투명 봉인부, 리본, 안전 요소 91 : 트리거 요소 상의 후방 리본부
92 : 보호 캡 상의 전방 리본부 93 : 지정 파괴점
96 : 테어-오프 탭(tear-off tab) 100 : 실린더/피스톤 유닛
101 : 실린더 103 : 단부면
104 : 보유 노치 105 : 환형 그루브
106 : 구멍, 노즐 107 : 단부면의 요홈
108 : 접착 링 109 : 실린더의 내측 벽체
110 : 실린더 내부 111 : 피스톤
112 : 환형 그루브 114 : 밀봉 링, 시일
116 : 환형 그루브 내의 밀봉 요소 118 : 가이드 핀
120 : 보호 캡 121 : 스토퍼
122 : 그루브 프로파일 128 : 보호 필름, 접착 시일
129 : 풀-오프 탭 181 : 로킹 탭, 전방; 로킹 요소
182 : 로킹 탭, 중간; 로킹 요소 183 : 로킹 탭, 후방; 로킹 요소
185 : 갭 186 : 제 1 위치
187 : 제 2 위치 188 : 제 3 위치
191 : 로킹 플레이트 192, 193 : 로킹 스터브; 로킹 요소
194 : 로킹 웹; 로킹 요소 195 : 노치
196 : C자 형태의 갭
200 : 하우징; 얇은 벽체의 시트-금속부
201 : 시트-금속 스트립; 시트-금속부 202 : 시트-금속 크로스; 시트-금속부
210 : 단부판 211 : 비드, 보강 비드
220 : 길고 넓은 브랜치 221 : 보유 요소
231 : U자 형태의 갭 232 : 구멍
240 : 지지 로드, 압력 로드 241 : 지지부
242 : 베어링부 248 : 굴곡 빔
250 : 인장 후크; 짧고 좁은 브랜치 251 : 지지부
285 : 리드 286 : 필름 힌지를 갖는 리드
287 : 필름 힌지 288 : 로킹 후크

Claims (11)

  1. 하우징(200)을 갖춘 일회용 인젝터로서, 상기 하우징 내에 또는 상기 하우징 상에는, 각각의 경우에 적어도 일부 영역에서, 적어도 하나의 기계적 스프링 에너지 리저버(50)와, 적어도 일시적으로 활성 물질로 충전될 수 있는 적어도 하나의 실린더/피스톤 유닛(100)과, 적어도 하나의 피스톤-작동 램(60)과, 적어도 하나의 트리거 유닛(80)이 배열되며,
    상기 피스톤-작동 램(60)은 상기 실린더/피스톤 유닛(100)의 피스톤(111)과 상기 스프링 에너지 리저버(50) 사이에 위치하고,
    상기 스프링 에너지 리저버는 적어도 하나의 사전 인장된 스프링 요소(50)를 포함하며,
    스프링-하중을 받는 상기 피스톤-작동 램(60)은 지지 로드(240) 또는 인장 후크(250)를 통해 하우징(200) 상에 지지되고, 개별 지지 로드(240) 또는 인장 후크(250)와 상기 피스톤-작동 램(60) 사이에 배치되는 접촉 구역은 각각의 지지 로드(240) 또는 인장 후크(250)를 외향으로 강제하는 웨지 기어 쌍을 구비하는, 상기 일회용 인젝터에 있어서,
    상기 하우징(200)은 얇은 벽체의 시트-금속부(201, 202)로 형성되고,
    상기 시트-금속부(201, 202)는 적어도 2개의 브랜치(220, 250)를 가지며,
    각각의 브랜치(220)는 자유 단부에서, 상기 실린더/피스톤 유닛(100)의 실린더(101)를 수용하는 수단으로서 경사진 보유 요소(221) 또는 요홈을 갖고,
    상기 시트-금속부(201, 202)는 적어도 2개의 압력 로드(240) 또는 적어도 2개의 인장 후크(250)를 가지며, 압력 로드(240) 또는 인장 후크(250)의 자유 단부 각각은 특정 각도로 구부러져서 상기 피스톤-작동 램(60)에 대한 지지부(241, 251)를 형성하는 것을 특징으로 하는
    일회용 인젝터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징(200)은 시트-금속 스트립(201)으로 형성되고,
    상기 시트-금속 스트립(201)은 U자 형태로 구부러져서 2개의 브랜치(220)를 형성하며,
    상기 시트-금속 스트립(201)은, 양 자유 단부에서, 상기 피스톤-작동 램(60)에 대한 베어링으로서 내향으로 경사진 보유 요소(221)를 구비하고,
    적어도 하나의 브랜치(220) 내에 지지 로드(240) 또는 인장 후크(250)가 포함되고, 상기 지지 로드(240) 또는 인장 후크(250)는 자유 단부에서 특정 각도로 구부러져서 상기 피스톤-작동 램(60)에 대한 지지부(241, 251)를 형성하는 것을 특징으로 하는
    일회용 인젝터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 시트-금속부(201, 202)는 스프링강으로 형성되는 것을 특징으로 하는
    일회용 인젝터.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 트리거 요소(82)는 상기 시트-금속부(201, 202)를 둘러싸는 정사각형 튜브인 것을 특징으로 하는
    일회용 인젝터.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 트리거 요소(82)는 상기 시트-금속부(201, 202)의 위치를 일시적으로 고정하기 위한 로킹 노치(locking notches)를 적어도 2개의 위치(186, 187)에서 구비하는 것을 특징으로 하는
    일회용 인젝터.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 피스톤-작동 램(60)은 장방형 표면 영역을 갖는 평탄한 플레이트(73)이거나, U자 형태로 구부러진 시트-금속 스트립(73, 78)으로 형성되는 것을 특징으로 하는
    일회용 인젝터.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 플레이트(73) 또는 시트-금속 스트립(73, 78)은 상기 인젝터의 중심선(5)을 가로지르도록 배치되는 영역에 중심 구멍(76)을 갖는 것을 특징으로 하는
    일회용 인젝터.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 실린더/피스톤 유닛(100)의 피스톤(111)은 후방면 상에 가이드 핀(118)을 갖는 것을 특징으로 하는
    일회용 인젝터.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 피스톤-작동 램(60)은, 각각의 개별 지지 로드(240)와 함께, 축방향 스프링력 방향을 반경방향 지지력 방향으로 변환하는 스플라인 기어를 형성하는 것을 특징으로 하는
    일회용 인젝터.
  10. 제 1 항에 있어서,
    개별 지지 로드(240)는 각각의 경우에 상기 하우징(200) 상에 일체형으로 형성되고, 탄성 굴곡 빔(248)을 구비하는 것을 특징으로 하는
    일회용 인젝터.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 트리거 요소(82)는, 상기 하우징(200)과 조합하여 그리고 상기 하우징(200)에 고정되는 테어-오프 리본(tear-off banderole)(90)과 조합하여 트리거 유닛(80)을 형성하는 것을 특징으로 하는
    일회용 인젝터.
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