KR20130079510A - 투여량 전달 장치용 기어링 기구 - Google Patents

투여량 전달 장치용 기어링 기구 Download PDF

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일라이 릴리 앤드 캄파니
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Abstract

본 발명은 투여량 전달 장치용 기어링 기구에 관한 것이며, 여기서 투여량은 투여량 설정 부재(2, 102)의 회전에 의해 설정될 수 있고, 이에 의하여 상기 투여량 설정 부재(2, 102)와 푸시 버튼(4)이 하우징(1, 101)에 대하여 고정된 위치로부터 상기 설정된 투여량에 비례하여 상기 장치의 일 단부로부터 상승하고, 이에 의하여 상기 설정된 투여량의 주입은 상기 푸시 버튼을 상승되지 않은 위치로 다시 누르고, 카트리지(12, 112) 내의 피스톤과 협조하는 피스톤 로드(10, 110)를 이동시키고, 니들을 통해 그 외부로 약제를 방출함으로써 행해질 수 있다. 상기 기어링 기구는 에너지 손실이 매우 낮은 방식으로 상기 장치에 배열된다.

Description

투여량 전달 장치용 기어링 기구 {A GEARING MECHANISM FOR A DOSE DELIVERY DEVICE}
본 발명은 투여량 전달 장치에 관한 것이며, 여기서 투여량은 투여량 설정 부재를 회전시키는 것에 의해 푸시 버튼이 장치의 일 단부로부터 상승하게 함으로서 설정될 수 있고, 그리고 나서 상기 푸시 버튼을 상승되지 않은 위치로 다시 가압하는 것에 의해, 카트리지 내의 피스톤과 상호 협조하는 리드 스크류를 이동시켜서 약제를 니들을 통해 상기 카트리지의 외부로 방출시킴으로써 상기 설정된 투여량이 주입될 수 있다.
EP 0 327 910에는 주입 장치가 알려져 있고, 상기 주입 장치에서 나사형 리드 스크류와 치합하는 관형 주입 버튼을 회전시키고, 이에 의하여 상기 주입 버튼이 주입 장치의 단부로부터 상승되게 하여 투여량이 설정된다. 상기 주입 버튼을 고정된 정지부와 접할 때까지 하방향으로 가압함으로써, 상기 나사형 리드 스크류는 주입 버튼의 이동에 대응하는 거리를 이동한다. 상기 리드 스크류는 카트리지 내의 피스톤과 부합하여 약물이 상기 카트리지로부터 방출된다. 이러한 종류의 주입 장치는 카트리지의 피스톤에 직접적으로 주입력을 전달하지만 기어링, 즉 상기 리드 스크류의 선형 이동에 정확하게 대응하는 상기 주입 버튼의 선형 이동을 제공하지 않는다.
직접적으로 전달된 주입력에 의해, 약제의 적은 투여량은 아주 적은 주입 버튼의 이동을 야기하므로, 상기 주입 버튼과 리드 스크류 간의 기어링 비는 상기 주입이 진행되는지의 여부를 사용자에게 더 명확하게 하는 이점이 있다. 동시에 약해진 손가락 힘을 갖는 사용자는 더 적은 주입력으로 주입을 수행할 수 있다.
EP 1 568 389는 기어링을 갖고 마찰로 인해 매우 적은 에너지 손실 및 이에 의한 낮은 주입력을 갖는 펜을 기재하고 있다. 너트는 나사형 리드 스크류를 따라 회전된다. 상기 너트에는 일측에서 하우징과 치합하고 타측에서 주입 버튼을 상승시키는 너트의 축에 수직한 축을 갖는 수직 기어휠이 제공된다. 상기 주입 버튼이 눌려질 때, 상기 너트와 리드 스크류는 주입 버튼과 리드 스크류 간의 2:1의 기어링 비로 이동된다. 이러한 기구는 서로 반대 방향으로 슬라이딩하는 아주 작은 표면을 제공하므로, 마찰로 인한 힘의 손실이 매우 제한된다. 그러나, 이러한 기구는 상당히 복잡하여 간단한 일회용 투여량 전달 장치에는 적합하지 않다.
WO 2005/018721은 동일한 방향으로 돌려지는 제1 및 제2 나사산과 직접적으로 기어링 기구의 일부가 아닌 리드 스크류 상의 제3 나사산에 근거하는 기어링 기구를 갖는 펜을 기재하고 있다. 리드 스크류는 너트와 연결된다. 비회전 드라이버는 제1 나사산을 통해 다이얼(dial)과 치합하고, 상기 다이얼은 제2 나사산을 통해 하우징과 치합한다. 상기 제2 나사산의 피치는 제1 나사산의 피치보다 크고, 이들 간의 차이는 리드 스크류의 피치와 같다. 또한, 상기 드라이버는 너트와 축방향으로 연결된다. 투여량 선택기가 투여량을 설정하기 위하여 회전되는 경우, 상기 너트와 다이얼의 양자는 회전되고 상기 다이얼이 거리를 상승하면서 상기 너트와 드라이버는 주입될 약물의 양에 대응하는 거리를 상승한다. 상기 설정된 투여량이 주입되는 경우, 상기 너트는 드라이버에 회전식으로 로킹(locking)된다. 상기 다이얼이 장치로 밀어 넣어지므로, 상기 다이얼의 회전은 비회전 드라이버가 다이얼로 들어가게 할 것이고 그 결과 상기 드라이버의 변위는 설정된 투여량과 같아지게 될 것이다. 그러면, 상기 너트는 리드 스크류가 인슐린을 가져와서 방출되게 하는 제로(zero) 위치로 다시 밀려진다.
WO2009039851에 기재된 장치에서, 양자가 매우 높은 피치를 갖는 하우징과 치합하는 제1 나사산 및 드라이버와 치합하는 제2 나사산을 구비한 기어링 너트를 포함하는 기어링으로 인해 투여력은 매우 낮다. 상기 드라이버는 하우징에 회전식으로 로킹된다. 상기 두 나사산은 반대 방향으로 돌려진다. 상기 기어링 비는 +1, ((피치 1/피치 2) + 1)인 두 피치 간의 비율로서 계산된다. 상기 기어링 너트는 비회전 리드 스크류에 나사식으로 연결된 도우징 너트(dosing nut)에 축방향으로 연결된다. 투여량이 설정되는 경우, 상기 도우징 너트는 투여량 선택기를 통해 회전되어 상승되지만, 상기 기어링으로 인해 상기 투여량 선택기는 드라이버에 의해 한층 더 상승된다. 또한, 상기 투여량 선택기는 푸시 버튼으로서 역할을 한다. 상기 푸시 버튼이 눌려져서 상기 설정된 투여량이 주입되는 경우, 상기 드라이버가 하방향으로 밀려서 상기 기어링 너트가 드라이버와 하우징 사이에서 회전된다. 이는 드라이버보다 작은 거리이지만 축방향 이동하게 한다. 주입 시에, 상기 도우징 너트는 회전하는 것이 방지되고, 그러면 상기 기어링 너트는 약물이 방출되게 하는 리드 스크류와 도우징 너트를 밀게 된다. 투여량이 설정되는 경우에 상기 투여량 선택기에 다이얼이 결합된다. 상기 투여량이 주입되는 경우, 상기 다이얼은 분리되고, 상기 다이얼은 하우징과의 나사형 치합부로 인해 회전하게 할 것인 상기 드라이버에 의해 하방향으로 밀려진다.
전술한 종래의 발명은 매우 낮은 투여력을 갖는 편리한 장치를 제공하지만, 제조하기가 상당히 복잡하고, 드라이버와 다이얼 사이의 슬라이딩면에 대한 직경이 상당이 커서 마찰에 대해 민감하게 된다.
본 발명의 목적은, 요구되는 주입력이 매우 낮으며 마찰에 대해 민감하지 않고 자동화된 조립체에 적합한 기어링을 구비한 투여량 전달 장치를 제공하는 것이다.
발명의 간단한 설명
본 발명의 상기 목적은 하우징; 다이얼 및 투여량 설정 부재를 더 포함하는 투여량 설정 시스템; 및 푸시 버튼, 상기 하우징에 회전식으로 로킹되는 리드 스크류, 및 기어링 기구를 더 포함하는 투여량 주입 시스템을 포함하는 투여량 전달 장치에 의해 달성될 수 있다. 상기 기어링 기구는 제1 기어링 부재, 축방향 이동을 허용하는 트랙으로 상기 제1 기어링 부재에 연결되는 드라이버, 및 상기 드라이버와 제1 기어링 부재 사이에 제공되는 제2 기어링 부재를 더 포함한다(이는 더 후술될 것임).
상기 투여량 설정 시스템은, 다이얼이 나사산을 통해 하우징과 치합되고, 투여량이 설정되는 경우에 투여량 설정 부재에 회전식으로 결합되고, 설정된 투여량이 주입되는 경우에 회전식으로 분리되는 유형의 시스템이다. 상기 다이얼, 드라이버, 및 두여량 설정 부재는 투여량이 설정되는 경우에 동일한 거리를 상방향으로 이동한다. 상기 다이얼을 함께 갖는 투여량 설정 부재를 회전시킴으로써 투여량이 설정된다. 주입 시에, 상기 다이얼은 투여량 설정 부재로부터 분리되고 하방향으로 밀려져서 상기 하우징과의 나사형 치합부로 인해 회전하게 한다. 상기 투여량 설정 부재와 다이얼 상의 슬라이딩면은 장치의 상부에 있고, 이에 따라 이들은 매우 작은 직경을 가질 수 있어서 매우 적은 에너지 손실을 야기한다.
상기 다이얼과 투여량 설정 부재 간의 회전 결합부는 단일방향 또는 양방향일 수 있는 래칫이다. 상기 래칫에서의 저항으로 인해 상기 부품들 간의 토크는 상기 다이얼과 하우징 간의 마찰로 인한 토크보다 높아져야 하고, 그러므로 이는 상기 투여량 설정 부재가 다이얼을 함께 구비하게 할 것이다. 주입 시에, 상기 투여량 설정 부재는 회전하지 않거나 상기 다이얼보다 더 적게 회전하고, 그러므로 상기 다이얼은 하우징과의 나사형 치합부에서 강제적으로 회전하게 되고, 이는 상기 투여량 설정 부재와 다이얼 사이의 래칫이 클릭하게 할 것이다.
다른 실시예에서, 상기 다이얼과 투여량 설정 부재 간의 연결부는 치합되거나 분리될 수 있는 각 부품 상에 치형부를 포함하는 보다 단단한 연결부이다.
상기 비회전 리드 스크류는 카트리지 내의 피스톤과 협조한다. 상기 리드 스크류는 다이얼과 하우징 간의 나사산보다 더 작은 피치를 갖는 나사산을 통해 도우징 너트와 치합된다. 상기 도우징 너트는 아래에서 더 후술될 것인 기어링 기구에 회전식으로 로킹된다. 투여량을 설정하기 위하여, 상기 투여량 설정 부재와 기어링 기구는 회전되고, 이는 상기 도우징 너트가 리드 스크류를 따라 상승되게 하지만, 상기 다이얼과 투여량 설정 부재보다는 덜 상승한다. 투여량이 주입되는 경우, 상기 푸시 버튼에 가해진 힘은 주입 시에 회전하지 않는 기어링 기구를 통해 상기 도우징 너트에 전달된다. 상기 도우징 너트가 기어링 기구에 대해 회전식으로 로킹되고 그 결과 주입 시에 회전하지 않고, 또한 상기 리드 스크류가 회전식으로 로킹됨에 따라, 상기 리드 스크류는 도우징 너트에 의해 전방으로 이동될 것이고, 상기 카트리지 내의 피스톤은 약물을 방출할 것이다.
상기 기어링 기구는 제1 (외부) 및 제2 (내부) 기어링 부재를 포함하고, 상기 도우징 너트는 제1 기어링 부재에 회전식으로 연결되며 상기 제2 기어링 부재에 축방향으로 연결된다. 상기 제2 기어링 부재는 반대 방향으로 향하는 두개의 나사산, 즉 하나는 통상적인 오른 나사산이며 다른 하나는 왼 나사산을 포함한다. 상기 오른 나사산 (또는 왼 나사산)은 제1 기어링 부재와 연결되고, 다른 나사산은 투여량 설정 부재게 회전식으로 로킹되는 드라이버와 연결된다. 상기 드라이버와 제1 기어링 부재는 서로 회전식으로 로킹된다. 투여량이 설정되는 경우, 상기 도우징 너트는 제2 기어링 부재를 도우징 너트와 함께 강제적으로 상승시킬 것이고, 이는 상기 제2 기어링 부재가 이들 사이의 나사형 치합부로 인해 상기 제1 기어링 부재에 대하여 상대적으로 회전하게 할 것이다. 이는 상기 드라이버 (및 이에 의한 투여량 설정 부재와 푸시 버튼)이 한층 더 상승하게 할 것이고, 그러므로 상기 제2 기어링 부재의 상승에 의해 또한 상기 제2 기어링 부재와 드라이버 간의 상대적인 회전에 의해 직접적으로 영향을 받게 되고, 이는 또한 상기 나사산이 제2 기어링 부재와 제1 기어링 부재 간의 나사산과 반대로 돌려짐에 따라 상기 드라이버가 상승하게 한다.
그래서, 상기 제1 기어링 부재와 드라이버가 서로에 대하여 상대적으로 길이방향으로 이동되는 경우, 상기 제2 기어링 부재도 회전하여 길이방향으로 이동할 것이지만, 상기 푸시 버튼에 의해 이동되는 거리보다 작은 거리를 이동한다. 상기 설정된 투여량이 주입되는 경우, 상기 푸시 버튼에 가해진 힘은 드라이버를 통해 상기 제2 기어링 부재로 그리고 더 나아가 상기 도우징 너트와 리드 스크류로 전달된다. 상기 제2 기어링 부재 상의 피치는 기어링 비율을 규정하는 단지 피치 간의 비율이므로 상기 나사산이 자동-로킹되지 않기만 하면 임의의 값으로 설정될 수 있다. 이는 마찰로 인한 피스톤에서의 힘의 손실이 매우 낮을 수 있다는 것을 의미한다.
투여량이 설정되는 경우, 클릭음이 생성된다. 상기 제1 기어링 부재가 회전되는 경우, 상기 제1 기어링 부재에서의 래칫 암은 하우징 내의 홈에서 반경방향으로 유동할 것이다.
상기 카트리지 내의 잔여물보다 높은 투여량이 설정되는 것을 방지하기 위하여, 상기 리드 스크류의 일 단부에는 나사산이 없으며, 그러므로 상기 도우징 너트와 이에 의한 드라이버와 투여량 설정 부재는 상기 리드 스크류 상의 나사산의 단부가 도달된 경우에 추가적인 회전에 대하여 차단될 것이다.
상기 투여량 전달 장치가 일회용으로 또는 충전용으로 설계될 수 있고 그리고 그 때에 하나, 둘, 또는 다수의 카트리지를 포함하도록 설계될 수 있다는 것을 유의하여야 한다. 상기 투여량 전달 장치가 충전용으로 설계되면, 상기 카트리지 홀더가 분리되는 경우에 상기 리드 스크류는 장치로 다시 이동할 수 있어야 한다.
다른 실시예에서, 상기 제1 기어링 부재와 드라이버는 제2 기어링 부재 상의 나사산보다 큰 피치를 갖는 나선형 트랙을 통해 회전식으로 연결된다. 이는 상기 드라이버가 주입 시에 약간 회전할 것이므로 상기 다이얼과 드라이버 간의 상대적인 회전을 작게 만들 수 있고, 이에 의하여 에너지 손실은 상기 드라이버가 주입 시에 다이얼을 하방향으로 밀게 되는 경우에 적어질 것이다. 매우 큰 기어링이 요구되는 경우, 이는 또한 상기 드라이버와 제2 기어링 요소 간의 나선형 트랙 및 나사산 피치가 동일한 방향으로 향하게 될 때, 제2 기어링 요소의 축상 위치가 부정확해질 정도로 나사산 피치가 높아지게 되는 것을 피할 수 있다는 이점을 갖는다.
상기 도우징 너트는 제1 기어링 부재 또는 드라이버에 회전식으로 연결될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 상기 도우징 너트는 존재하지 않고, 반대로 돌려진 두개의 나사산을 갖는 제2 기어링 부재가 제3 나사산을 통해 리드 스크류와 치합한다. 이는 상기 제2 기어링 부재가 투여량이 설정되는 경우에 제1 기어링 부재에 대해서뿐만 아니라 전체의 기어링 기구와 함께 회전함에 따라, 그렇지만 상기 투여량이 주입되는 경우에는 제1 기어링 부재에 대해서만 회전함에 따라 가능할 수 있다. 이에 의하여, 투여량이 설정되는 경우 및 투여량이 주입되는 경우에 상기 제2 기어링 부재는 하우징에 대하여 같은 수의 회전을 회전하지 않는다. 상기 제2 기어링 부재와 리드 스크류 간의 나사형 치합부는 투여량이 설정되는 경우에 상기 리드 스크류가 축방향 이동하지 않게 하는 크기의 피치를 가져야 한다. 상기 리드 스크류와 하우징 간의 비회전식 연결부는 상기 리드 스크류와 제2 기어링 부재가 주입 시에 함께 회전하는 것을 허용하는 상기 제1 및 제2 기어링 부재 사이에서와 같은 피치를 갖는 나사산으로 대체될 수 있다. 이러한 방식으로, 상기 카트리지 내의 잔여 유체보다 더 높은 투여량이 설정될 수 없게 하는 것이 확보된다.
이하, 본 발명을 도면을 참조하여 더 상세하게 설명한다.
도 1은 다이얼과 투여량 설정 요소 사이에 래칫 연결부를 갖는 본 발명에 따른 장치의 한 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 2는 다이얼과 투여량 설정 요소 사이에 래칫 연결부를 갖는 본 발명에 따른 장치의 한 실시예를 나타낸 분해도이다.
도 3은 다이얼과 투여량 설정 요소 사이에 래칫 연결부를 갖고 투여량을 설정할 준비가 된 본 발명에 따른 장치의 한 실시예를 개략적으로 나타낸 수직 단면도이다.
도 4는 다이얼과 투여량 설정 요소 사이에 래칫 연결부를 갖고 투여량이 설정된 본 발명에 따른 장치의 한 실시예를 개략적으로 나타낸 수직 단면도이다.
도 5는 다이얼과 투여량 설정 요소 사이에 래칫 연결부를 갖고 설정된 투여량이 주입된 본 발명에 따른 장치의 한 실시예를 개략적으로 나타낸 수직 단면도이다.
도 6은 다이얼과 투여량 설정 요소 사이에 치형 연결부를 갖는 본 발명에 따른 장치의 한 실시예를 나타낸 분해도이다.
도 7은 다이얼과 투여량 설정 요소 사이에 치형 연결부를 갖고 투여량을 설정할 준비가 된 본 발명에 따른 장치의 한 실시예를 개략적으로 나타낸 수직 단면도이다.
상세한 설명
다음의 설명에 있어서, 상방향(up)이라는 용어는 투여량 설정 부재(102)를 향하는 방향을 나타내고 하방향(down)이라는 용어는 니들 단부를 향하는 방향을 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 장치를 비스듬하게 도시하고 있다. 하우징(1)이 도시되어 있고, 이는 설정된 투여량이 표시될 수 있는 윈도우(16), 투여량이 설정되게 하는 투여량 설정 부재(2), 설정된 투여량이 주입되게 하는 푸시 버튼(4), 및 양단 니들(double-ended needle)의 치합을 위한 나사산을 포함하는 카트리지 홀더(3)를 포함한다. 상기 카트리지 홀더(3)는 약물-충전된 카트리지(12)를 포함한다(도 2 참조). 상기 카트리지(12)는 피스톤(도 3 참조)을 포함하고, 상기 피스톤은 카트리지(12)로부터 니들을 통해 외부로 약물의 설정된 투여량을 방출하기 위하여 주입 시스템의 리드 스크류(10)와 협조한다. 상기 장치의 상이한 요소 간의 협조는 다음에 설명될 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 도우징 너트(9)는 나사형 연결부(34/35)(도 2에 도시된 리드 스크류 상의 나사산(34))를 통해 리드 스크류(10)와 치합된다. 상기 리드 스크류(10)는 키/홈 연결부(13/36)를 통해 상기 하우징(1)에 대해 회전에 대하여 로킹된다. 상기 도우징 너트(9)는 드라이버(8)와 투여량 설정 부재(2)에 회전식으로 로킹되는 제1 기어링 부재(6)(키/홈 연결부(31/32), 도 2 참조)에 회전식으로 로킹되고, 상기 드라이버(8)는 투여량 설정 부재(2)에 고정되어, 이들은 하나의 부품으로서 역할을 한다. 상기 투여량 설정 부재(2)가 회전되는 경우, 상기 제1 기어링 부재(6)가 회전 둘레에 등간격으로 이격된 소정 위치에서 인덱싱될 것이며 동시에 투여량이 설정되는 경우에 클릭음이 생성되도록 상기 제1 기어링 부재(6)는 하우징(1) 내의 홈(14)과 협조하는 바닥에서 다수의 돌기(29)(도 2 참조)를 갖는다.
기어링 기구는 제1 기어링 부재(6), 제2 기어링 부재(7), 및 드라이버(8)를 포함하고, 상기 투여량 설정 부재(2)가 투여량을 설정하기 위하여 회전되는 경우, 상기 도우징 너트(9)도 회전할 것이며 이는 리드 스크류(10)와의 나사형 치합부(34/35)로 인해 상기 도우징 너트(9)를 상승시킬 것이지만, 상기 드라이버(8)와 투여량 설정 부재(2)는 기어링 기구로 인해 더 큰 거리를 상승할 것인 그러한 방식으로 상기 기어링 기구는 도우징 너트(9)와 투여량 설정 부재(2) 사이에 위치된다. 설정된 투여량을 더 쉽게 주입하기 위하여, 주입 시에 상기 푸시 버튼이 이동되는 것을 사용자에게 더 가시화되게 하기 위하여, 그리고 다이얼(5)에 쓰여질 숫자에 더 많은 공간을 제공하기 위하여 상기 기어링 기구가 제공된다.
상기 제2 기어링 부재(7)는 도우징 너트(9)에 축방향으로 연결되지만, 상기 도우징 너트(9)에 대하여 회전할 수 있다. 이는 도 3에서 알 수 있다. 상기 제2 기어링 부재(7)의 외면에 두개의 나사산이 있는데, 이는 반대 방향으로 향하게 되고, 즉 하나는 통상적인 오른 나사산이며 다른 하나는 왼 나사산이다. 상기 오른 나사산은 제1 기어링 부재(6)와 치합되고, 상기 왼 나사산은 드라이버(8)와 치합된다. 투여량이 설정되는 경우, 상기 도우징 너트(9)는 축방향 연결로 인하여 상기 도우징 너트(9)와 함께 제2 기어링 부재(7)가 상승하게 할 것이고, 이는 제2 투여량 부재(7)가 제1 기어링 부재와의 나사형 치합부(27/39)로 인해 회전하게 할 것이다(도 3 참조). 이는 드라이버(8)가 두 가지 방식으로 영향을 받음에 따라 제2 기어링 부재(7)보다 더 상승하게 할 것인데, 그것은 상기 제2 기어링 부재(7)에 의해 축방향 상승되는 방식 및 상기 두 요소 사이의 나사형 치합부(24/26)에서 회전되는 방식이다. 상기 나사산은 제2 기어링 부재(7)와 제1 기어링 부재(6) 사이의 나사형 연결부(26/39)와 반대로 돌려지기 때문에, 이는 상기 드라이버(8)가 더 상승하게 할 것이다.
이는 상기 키/홈(23/33)을 통해 상대적으로 회전식으로 로킹되는 제1 기어링 부재(6)와 드라이버(8)가 서로에 대하여 상대적으로 축방향 이동되는 경우에 상기 제2 기어링 부재(7)가 회전하여 상기 드라이버(8)에 의해 이동되는 축방향 거리보다 작은 거리를 이동할 것이라는 것을 의미한다. 투여량이 주입되는 경우, 상기 푸시 버튼(4)에 가해진 힘은 투여량 설정 부재(4), 드라이버(8), 및 제2 기어링 부재(7)를 통해 상기 도우징 너트(9)로 전달된다. 상기 드라이버(8)가 도우징 너트(9)와 리드 스크류(10)보다 더 긴 거리를 이동함에 따라 거리에서의 기어링이 달성되고, 마찰로 인한 힘의 손실이 상기 기어링으로 인한 추가적인 힘보다 더 낮아짐에 따라 힘에서의 기어링이 달성된다.
상기 제2 기어링 부재(7)에서 나사산의 피치는 상기 나사산이 자동-로킹되지 않기만 하면 임의의 값으로 설정될 수 있고, 이에 의하여 이들은 매우 높게 설정될 수 있다. 이는 마찰로 인한 투여력의 손실이 매우 낮을 수 있다는 것을 의미하므로 큰 이점을 갖는다.
이중 너트에서 두 나사산의 방향은 서로 바뀔 수 있고, 이에 따라 상기 오른 나사산은 왼 나사산으로 되고, 그리고 반대의 경우로도 된다. 중요한 사안은 이들이 반대 방향으로 향한다는 점이다.
설정된 투여량을 표시할 수 있기 위하여, 숫자표시된 다이얼(numbered dial)(5)이 장치의 부품이 된다. 이는 도 3에서 가장 명확하게 알 수 있다. 상기 다이얼(5)은 나사형 연결부(15/17)를 통해 상기 하우징(1)과 치합한다. 상기 다이얼(5)은 투여량 설정 부재(2)의 원통형 내면에서 치형부(20)와 상호 작용하는 두개의 래칫 암(ratchet arm)(18)을 갖는다. 상기 투여량 설정 부재(2)가 투여량을 설정하기 위하여 회전되는 경우, 상기 래칫 암(18)으로 인한 상기 투여량 설정 부재(2)와 다이얼(5) 간의 저항이 마찰로 인한 상기 다이얼(5)과 하우징(1) 사이의 나사산에서의 저항보다 커짐에 따라 상기 래칫 암(18)은 함께 다이얼(5)을 회전시킬 것이다. 설정된 투여량이 보정되는 경우, 상기 투여량 설정 부재(2)는 하나의 래칫 암(18)의 로킹 방향으로 회전되고, 상기 다이얼(5)은 함께 회전할 것이다.
투여량이 주입되는 경우에 상기 다이얼(5)과 투여량 설정 부재(2) 간의 에너지 손실을 더 줄이기 위하여, 상기 드라이버(8)와 제1 기어링 부재(6) 간의 연결부(23/33)는 상기 제2 기어링 부재(7)의 피치보다 큰 피치를 갖는 나선형 트랙으로 형성될 수 있다. 이는 설정된 투여량이 주입될 때 상기 투여량 설정 부재(2)가 느리게 회전하게 할 것이고, 상기 다이얼(5)에 대해서 회전 방향이 동일한 방향으로 마련되면 상기 다이얼(5)과 투여량 설정 부재(2) 간의 상대적인 이동이 더 적어질 것이며 에너지 손실이 그에 대응하게 감소될 것이다. 따라서, 상기 제2 기어링 부재(7) 상의 나사산(26)의 피치 및 상기 하우징(1)과 제1 기어링 부재(6) 간의 증분 수는 이러한 실시예를 행하기 위하여 보정되어야 한다. 다른 부품의 보정도 필요할 것이다.
도 3은 투여량을 설정할 준비가 된 장치를 도시하고 있다. 투여량을 설정하기 위하여, 상기 투여량 설정 부재(2)가 회전되고, 이는 상기 장치가 하우징(1) 내의 홈(14)과 협조하는 제1 기어링 부재(6) 상의 클릭 돌기(29)로 인해 각 증분마다 클릭음을 생성하게 할 것이고, 각 클릭은, 예를 들면 카트리지 내의 약물의 단위에 대응한다. 또한, 이러한 접속은 투여량 설정 부재의 바람직한 다수의 위치를 제공할 것이다. 상기 투여량 설정 부재(2)는 드라이버(8)와 제1 기어링 부재(6)를 회전시키고, 그러면 이는 제로 위치로부터 (키/홈 연결부(31/32)를 통해 제1 기어링 요소(6)에 회전식으로 로킹된) 도우징 너트(9)를 상승시킬 것이다. 상기 드라이버(8)도 상승할 것이지만, 기어링 기구 때문에 상기 도우징 너트(9)보다 더 상승할 것이다. 상기 다이얼(5)에서 래칫 암(18)과 치합으로 인해 상기 다이얼(5)은 투여량 설정 부재(2)와 함께 회전되고 상기 드라이버(8)의 상승에 대응하는 거리를 상승할 것이다.
도 4에서, 투여량이 설정되어 있고 상기 장치는 주입할 준비가 되어 있다. 상기 투여량 설정 부재(2), 드라이버(8), 및 제1 기어링 부재(6)는 회전되고, 상기 다이얼(5), 드라이버(8), 투여량 설정 부재(2), 및 푸시 버튼(4)이 일 거리를 이동하고 상기 제2 기어링 부재(7)와 도우징 너트(9)가 다른 거리 및 적은 거리를 이동한 것을 명확하게 알 수 있다.
도 5에서, 상기 설정된 투여량이 주입되어 있다. 상기 드라이버(8)를 하방향으로 눌러서 회전되어 상기 제2 기어링 부재(7)를 하방향으로 이동시키게 상기 푸시 버튼(4)이 눌려진다. 그러나, 상기 제2 기어링 부재(7), 도우징 너트(9), 및 리드 스크류(10)는 상기 푸시 버튼(4), 드라이버(8), 및 투여량 설정 부재(2)보다 적은 거리를 하방향으로 이동한다. 상기 다이얼(5)이 하방향으로 밀려서 제로 위치로 다시 회전하고, 클릭음이 다이얼(5) 상의 래칫 암(18)과 투여량 선택기(2) 내의 치형부(20) 간의 상호 작용으로 인해 생성된다. 상기 투여량 설정 부재(2) 상의 슬라이딩면(37)을 통해 가압력이 제공된다. 이러한 연결부는 장치의 푸시 버튼 단부에 그리고 상기 드라이버 위에 있으므로, 그 결과 매우 적은 에너지 손실을 갖고 매우 작은 직경에 위치될 수 있다. 이는 큰 이점을 갖는다. 상기 투여량이 설정되는 경우에 상기 리드 스크류(10)가 도우징 너트(9)의 이동에 대응하는 거리를 이동하는 것을 알 수 있다. 따라서, 상기 카트리지 내의 피스톤 와셔(11)와 피스톤도 이동하여 약물이 방출된다.
도 6 및 7은 제1 기어링 부재(106)와 드라이버(108) 간에 나선형 트랙을 갖고, 다이얼(105)과 투여량 설정 부재(102) 간에 해제가능한 치형 연결부를 갖고, 푸시 버튼으로서도 작용하는 투여량 설정 부재(102)를 갖는 본 발명에 따른 다른 실시예를 도시하고 있다. 도 7에서 알 수 있는 바와 같이, 도우징 너트(109)는 나사형 연결부(134/135)를 통해 리드 스크류(110)와 치합하고, 제2 기어링 부재(107)와 축방향으로 연결되나 회전식으로는 연결되지 않으며, 제1 기어링 부재(106) 내의 홈(132) 및 도우징 너트(109) 상의 치형부(131)를 통해 제1 기어링 부재(106)와 회전식으로 연결되나 축방향으로는 연결되지 않는다. 상기 리드 스크류(110)가 회전 없이 하방향으로 슬라이딩할 수 있는 하우징(101)에 고정된 로킹 부품(147)에 의해 상기 하우징에 대해 회전에 대하여 상기 리드 스크류(110)가 로킹된다. 상기 제2 기어링 부재(107) 상의 나사산(127)은 제1 기어링 부재(106) 상의 나사형 세그먼트(139)와 치합하고, 상기 제2 기어링 부재(107) 상의 나사산(126)은 드라이버(108) 상의 나사형 세그먼트(124)와 치합한다. 상기 제1 기어링 부재(106)와 드라이버(108)는 드라이버(108) 상의 나선형 트랙(123) 및 제1 기어링 부재(106) 상의 트랙 세그먼트(133)를 통해 더 잘 연결된다(각각의 나사산 및 트랙은 도 6에 최적으로 도시되어 있음). 상기 제1 기어링 부재(106)는 (도 6에 최적으로 도시된) 하우징(101)에 고정된 클릭 부싱(146) 내의 치형부(114)와 협조하는 클릭 돌기(129)에 의해 클릭음을 생성하는 상기 하우징(101)에 대하여 상대적으로 회전할 수 있다. 커넥터(142)가 투여량 설정 부재(102)에 축방향 연결되고, 상기 커넥터(142) 상의 키를 통해 상기 드라이버(108)에 회전식으로 연결된다. 상기 투여량 설정 부재(102)와 커넥터(142)는 함께 스냅핑되어 짧은 거리를 축방향 이동하게 되고 상기 짧은 거리만큼의 이동으로 상기 투여량 설정 부재(102) 상의 치형부(143)가 숫자표시된 다이얼(105) 상의 치형부(149)와 분리되고 상기 커넥터(142) 상의 치형부(144)가 숫자표시된 다이얼(105) 상의 치형부(150)와 분리된다. 스프링(140)과 스프링 부싱(141)이 상기 투여량 설정 부재(102)와 커넥터(142)와의 치합으로 상기 다이얼(105)을 뒤로 밀려고 할 것 같은 그러한 방식으로 스프링(140), 스프링 부싱(141), 및 투여량 설정 부재(102)는 상기 다이얼(105) 및 커넥터(142)와 연결된다. 상기 드라이버(108) 상의 플랜지(152)가 다이얼(105)에 스냅핑하고, 이에 따라 상기 두 부품 사이에서 회전 이동만이 이루어지고 상기 다이얼(105)은 주입에 대하여 더 상대적으로 밀려질 수 없다. 상기 다이얼(105)은 나사형 연결부(115/117)를 통해 상기 하우징(101)에 고정되는 나사형 요소(145)와 치합한다.
상기 투여량 설정 부재(102)가 투여량을 설정하기 위하여 회전되는 경우, 상기 다이얼(105)도 부품들 간의 치형 치합부(143/149)로 인해 회전될 것이다. 상기 다이얼(105)과 커넥터(142) 간의 치형 치합부(144/150)는 상기 커넥터(142)도 회전되게 할 뿐만 아니라 이에 의하여 상기 드라이버(108)와 제1 기어링 부재(106)도 회전되게 할 것이지만, 상기 제1 기어링 부재(106)는 두 부품 간의 나선형 경로 연결부(123/133) 및 이들 사이의 상대적인 축방향 이동으로 인해 상기 드라이버(108)보다 적게 회전할 것이다. 상기 제1 기어링 부재(106)는 투여량 설정 시에 클릭음을 생성할 것이고, 상기 클릭 부싱(146) 내의 치형부(114)와 협조하는 제1 기어링 부재(106) 상의 돌기(129)로 인해 구체적인 약물량에 대응하는 구체적인 위치에서 상기 투여량 설정을 인덱싱할 것이다. 상기 도우징 너트(109)와 제2 기어링 부재(107)는 상기 도우징 너트(109)와 리드 스크류(110) 사이의 나사형 치합부로 인해 상방향으로 밀려질 것이고, 이는 상기 제1 기어링 부재(106)와의 나사형 치합부(127/133)로 인해 상기 제2 기어링 부재(107)를 회전시킬 것이다. 그러면, 상기 드라이버(108)는 이들 사이의 나사형 치합부(124/126)로 인하여 상기 제2 기어링 부재(107)에 의해 상방향으로 밀려지며 상방향으로 회전될 것이고, 그 결과 상기 도우징 너트(109)와 제2 기어링 부재(107)보다 높게 상방향으로 이동할 것이다. 상기 다이얼(105)은 하우징(101)에 고정된 나사형 요소(145)를 갖는 나사형 연결부(115/117)로 인해 상기 드라이버(108)와 같은 거리를 상방향으로 이동할 것이다.
상기 투여량 설정 부재(102)가 밀려져서 상기 설정된 투여량이 주입되는 경우, 상기 투여량 설정 부재(102)와 커넥터(142)는 다이얼(105)로부터 분리된다. 상기 커넥터(142)가 드라이버(108)로 상기 키/홈 연결부의 단부에 도달된 후, 상기 드라이버(108)는 하방향으로 밀려질 것이다. 상기 제1 기어링 부재(106)는 주입 시에 회전하지 않고 상기 드라이버(108)와 커넥터(142)는 약간 회전할 것이다. 상기 제2 기어링 부재(107)는 드라이버(108)에 의해 하방향으로 밀려질 것이지만, 상기 제1 기어링 부재(106) 상의 나사형 세그먼트(133) 및 상기 드라이버(108) 상의 나사형 세그먼트(124)와 치합하는 상기 제2 기어링 부재(107) 상에서 반대로 돌려진 두개의 나사산(126/127)으로 인해, 더 작은 거리를 이동할 것이다. 상기 제1 기어링 부재(106) 및 상기 도우징 너트(109)는 주입시에 회전하지 않으며, 따라서 상기 도우징 너트(109)가 하방향으로 밀려지는 경우에 이는 비회전 리드 스크류(110)를 하방향으로 밀게 될 것이고, 이는 발(111)을 하방향으로 밀어서 상기 카트리지(112) 내의 피스톤 및 약물이 니들을 통해 방출될 것이다.

Claims (8)

  1. 제1 나사산을 갖는 제1 기어링 부재(6, 106),
    제2 나사산을 갖는 드라이버(8, 108), 및
    제1 및 제2 나사산과 각각 치합하는 두개의 나사산을 갖는 제2 기어링 부재(7, 107)
    를 포함하는, 투여량 전달 장치용 기어링 기구이며,
    사용자와 접속하기 위한 하우징(1, 101)이 기어링 기구와 동축 배열되고,
    투여량 설정 부재(2, 102)가 투여량 설정(2, 102) 시에 기어링 기구에 대해 회전식으로 연결되고,
    여기서 제1 및 제2 나사산은 반대 방향으로 향하고,
    여기서 제1 기어링 부재(6, 106) 및 드라이버(8, 108)는 축방향 이동을 허용하는 트랙을 통해 회전식으로 연결되고,
    투여량 설정 부재(2, 102)의 회전에 의해 투여량이 설정되는 경우 기어링 기구가 하우징(1, 101)에 대하여 회전하는 것을 특징으로 하는 투여량 전달 장치용 기어링 기구.
  2. 제1항에 있어서, 제1 기어링 부재(6, 106) 및 드라이버(8, 108) 간의 트랙이 상기 부품들 간의 회전 이동을 허용하지 않는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제1항에 있어서, 제1 기어링 부재(6, 106) 및 드라이버(8, 108) 간의 회전식 연결부가 나선형 트랙인 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하우징(1, 101)과 나사식으로 치합된 다이얼(5, 105)이, 투여량이 설정되는 경우에 투여량 설정 부재(2, 102)와 함께 회전되고, 투여량이 주입되는 경우에는 투여량 설정 부재(2, 102)와 함께 회전하지 않는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 다이얼(5, 105)이 일방향 래칫을 통해 투여량 설정 부재(2, 102)에 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 다이얼(5, 105)이 일방향 래칫을 통해 제1 기어링 부재(6, 106)에 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 리드 스크류(10, 110)가 하우징(1, 101)에 대해 회전식으로 로킹되는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 리드 스크류(10, 110)가 나선형 트랙을 통해 하우징(1, 101)과 치합되는 것을 특징으로 하는 장치.
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