TW201023930A - Single-use injector with high injection safety - Google Patents

Description

201023930 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種單次使用的注射器，具有一包含 有至少一壓桿的殼體、一缸體/活塞單元、一活塞致動柱 、一觸發單元、以及一彈性能儲器，該觸發單元起先是由 該壓桿加以鎖定於該預張力的彈性能儲器上，該壓桿在觸 發時會沿著該觸發單元的至少一觸發元件滑動，且在該觸 Φ 發單元觸發後’該彈性能儲器會將該壓桿加以移動，並經 由該活塞致動柱來致動該缸體/活塞單元。 【先前技術】 此種型式的單次使用注射器可以自隨後公開的專利文 獻DE 1 0 200 7 0 34 87 1中得知。如果此種注射器是以過小 的壓力作用於注射部位上的話，則會有注射液以相對於注 射器注射軸線的側向方向逸流出風險。這會造成所謂的濕 Φ 注射（Wet Shot )。 【發明內容】 因此，本發明是立基於要開發出一種其使用可確保所 需的最小接觸力量的單次使用注射器的問題。 此問題可透過申請專利範圍主項的特點來加以解決。 就此而言，在由預張力彈性能儲器加以加載時，成對而互 相面對的觸發元件的內壁與壓桿的抵靠表面，至少在某些 區域內所具有滑動摩擦係數，係高於成對而互相面對的活 -5- 201023930 塞致動柱的環圈表面及壓桿的支擦表面。 本發明的其他細節係顯示於申請專利範圍附屬項及下 面有關於示意地描述的實施例的說明內。 【實施方式】 第1圖至第3圖中顯示出一單次使用注射器的三種不 同觸發狀態。第1圖顯示出該單次使用注射器在塡充及觸 發前的狀態。第2圖顯示出該單次使用注射器在觸發過程 0 中的狀態，而第3圖則顯示出其在觸發後的狀態。 第1圖至第3圖中所示的該單次使用注射器包含有一 殻體（10)、一缸體/活塞單元（1〇〇)、一活塞致動柱 (60)、以及一做爲彈性能儲器的螺旋壓縮彈簧（50)。 另外，一具有觸發元件（82)的觸發單元（80)及一保全 元件（90)設置於該殼體（1〇)上。在第1圖所示的情形 中，缸體/活塞單元（1〇〇)的前端處是由一封閉蓋（12〇 )配合一塞子（128)加以封閉住的。 參 殼體（1〇)是一單件式罐子狀向下開口的中空本體， 具有一高起平台（39 )。該殻體是由例如玻璃纖維強化的 聚醯胺以射出成型方式加以製做的。此殻體（1〇)具有一 大致上呈管狀的型式，分成二個功能區域：一方面是上方 外殻區域（31)，而另一方面下方固定區域（41)。 在外殼區域（31)內，殻體（10)具有例如二個互相 相對的窗口狀孔洞（3 3 )。一如同彈性彎折桿般的壓桿（ 21)，模製於各孔洞（33)的下方邊緣處。該等壓桿（21 -6- 201023930 )的模製位置是正位在固定區域（41)的上方。爲能形成 每一根壓桿（21)，在外殼區域（31)的下方區域上設有 一細小而至少槪略呈U形的間隙，其環繞著每一根壓桿（ 2 1 )的側邊的頂端。 壓桿（21)在例如其長度的80 %內具有殻體（10)之 壁部的壁厚及曲率。此區域特別是具有彈性彎折桿（28) 的功能。其具有新月形的截面。 φ 如果合適的話，此彎折桿（28)的一部份可以具有矩 形的截面，以減低使用時發生於該彎折桿之邊緣區域內的 彎曲應力。 在活塞致動柱（60)是-至少在某些部位處一是以低 遊隙的方式被筆直地導引於殼體（10)內且活塞致動柱（ 60)具有足夠的抗彎強度的注射器的情形中，也可以僅使 用單根壓桿（21)來代替二根或多根的壓桿（21)。 在此種情中，各壓桿（21)的上方末端是由徑向向外 Φ 的突出凸輪部（22)所構成。此凸輪部具有至少一朝向著 中心線（5)之方向的支撐表面（23)及一朝向遠離該中 心線（5 )的抵靠表面（24 )。 用以固定缸體/活塞單元（100)的固持元件是位在 殼體（10)的下方區域內。在此範例性實施例中，缸體/ 活塞單元（100)包含有一透明缸體（101)，其可塡充注 射液（1)。在第1圖所示的情形中，活塞（111)是處於 前方位置處。在活塞（111)的上方，活塞致動柱（60) 是例如設置於殻體（1 〇 )而使得雖然其未觸碰到活塞（ 201023930 111)，但其係以其下方末端在例如缸體（101)的上方末 端內做橫側方向上的導引。 殻體（10)的下半部是由一套筒狀觸發元件（82)加 以圍繞。此觸發元件是實施成例如大致上圓柱狀的方式， 且係由例如丙烯睛—丁二烯一苯乙烯（ABS )共聚物所製 成的。此觸發元件（82)是以可在縱長方向上移動的方式 裝設於殼體（1〇)的徑向外側表面（13)上。其後方是終 止於一尖銳的邊緣（85)，此邊緣是該觸發元件（82)之 Θ —末端側移後腹側部（84)的一部份。根據第1圖，在邊 緣（85)下方，模製於壓桿（21)上的凸輪部（22)的外 側抵靠表面（24)是以一種安全的方式觸碰於觸發元件（ 82 )的內壁（59 )上。 例如說，在靠近於邊緣（85)處，一完全圍繞著殼體 (10)尾端的觸發帽蓋（81)，固定在該觸發元件（82) 上。觸發帽蓋（81)包含有一環周加寬部位（83)，其中 可在此注射器觸發時容納該等凸輪部（22)，見第3圖。 Θ 在非旋轉式對稱形觸發元件（82 )的情形中，亦可針對每 一壓桿（21)設置部份加寬部位或未遮蓋住之開口，來代 替此加寬部位（83 )。在此加寬部位（83 )上方，觸發帽 蓋（81)是以可滑動的方式靠抵於殼體（10)的外壁（13 )上。 封閉蓋（120)連接於觸發元件（82)的頭端。此封 閉蓋包覆著缸體/活塞單元（1〇〇)的下半部。封閉蓋（ 120)在其頭端側具有一設有例如路厄式內錐體（Luer -8 - 201023930 inner cone)的適配開口（ 127)，係由一外圓錐形塞子（ 1 28 )以消毒的方式加以封閉。封閉蓋（1 20 )在此情形中 是裝設於殼體（1〇)的該下方區域內。 設置於殼體（1〇)內的活塞致動柱（60)區分成二個 區域。下方區域是活塞滑塊（76)。其直徑是小於缸體（ 101)後區域的內徑。活塞滑塊（76)的下方末端表面可 直接作用於活塞（11〇上。 φ 活塞致動柱（60)的上方區域，即柱板部（*73)，係 一平碟狀物，其至少在某些區域內是圓柱狀，且其外徑係 比外殼區域（31)內的殼體（10)內徑小十分之幾毫米。 下方末端側具有一環圈表面（75)，係環繞著活塞滑塊（ 76)設置。該環圈表面具有截頭圓錐外圍的形狀，其頂角 是大約100至140度。在所示之範例性實施例中，環圈表 面（75)具有140度的頂角。該截頭圓錐外圍的假想頂點 是位在活塞滑塊（76)之區域內的中心線（5)上。環圈 • 表面（75)也可以是圓球曲面狀。 很明顯的，活塞滑塊（76)亦可製做成爲一個與柱板 部（73)分離開的個別零件。就此而言，該活塞滑塊可由 殼體（10)的內壁加以導引。 螺旋壓縮彈簧（50)是以預張力狀態設置於柱板部（ 73)與高起平台（39)之間。螺旋壓縮彈簧（50)是支撐 於殼體（10)的高起平台（39)上，其間可夾置一分隔套 (19)。螺旋壓縮彈簧（50)的彈簧力量會經由柱板部（ 73)傳遞至壓桿（21)上。由於環圈表面（75)的傾斜之 -9 - 201023930 故，壓桿（21)會以楔形器具的方式被徑向向外推壓。觸 發元件（82 )會永久地抵擋住此徑向力量。 活塞致動柱（60 )具有一導引銷（62 )，位於柱板部 (73)上方。此導引銷可導引螺旋壓縮彈簧（50)，或是 由其加以導引。在此單次使用注射器致動時會作用於活塞 (1 1 1 )上的活塞滑塊（76 )是沿著中心設置於導引銷（ 62)的延伸位置上。活塞滑塊（76)具有一圓錐狀的外圍 ，具有前側弧拱狀末端表面（77)，特別參見第2圖。該 @ 活塞滑塊在觸發時係透過此末端表面（77)來碰觸活塞（ 111)上具有互補形狀的末端表面，參見第3圖。這二個 圓錐均具有至少約略相等的圓錐角。 在此單次使用注射器塡充及使用之前，該彈性能儲器 (50)要加以預張力，參見第1圖。該二壓力預負載的壓 桿（21)能在其預張力位置處活塞致動柱（60)的柱板部 (73)處將其加以固持住。就此而言，壓桿（21)的支撐 表面（23)係支撐於柱板部（73)上。支撐表面（23)與 〇 柱板部（73 )之相關位置之間的每一者的接觸面積的大小 於是在2至20平方毫米之間。該支撐表面（23)與面對 著該支撐表面且與之配對的環圈表面（75)二者均具有例 如小於十微米（micrometres)之平均粗糖度値。例如其平 均粗糙度値可爲六微米。 壓桿（21)的撓曲彈性及柱板部（73)會將壓桿（21 )至少約略地徑向向外壓抵於觸發元件（82)上。他們係 透過凸輪部（22)在該處靠置於觸發元件（82)上。凸輪 -10 - 201023930 部（2 2 )在此情形中亦可設置於例如5至20毫米低於該 等壓桿（21)的各上方自由末端的下方。 根據第1圖至第4圖，該單次使用注射器的預張力作 用下的柱板部（73)係經由其環圈表面（75)靠置於支撐 表面（23 )上。該支撐表面（23 )，其在此情形中是提供 —楔形表面之功能，具有截頭圓錐外圍的形狀，具有140 度角度的頂角。 φ 如果合適的話，壓桿（21)或環圏表面（75)可至少 在接觸區域內設置陶瓷保護層。環圈表面（75)可由例如 黏著劑接合的截頭圓錐狀外圍形狀墊片加以強化。 凸輪部（22)的抵靠表面（24)是一圓錐形的一部份 ，其最大直徑是例如比殼體（10)的外徑大3至4毫米。 當此單次使用注射器受張力作用時，該抵靠表面（24)會 碰觸到該套筒狀觸發元件（82)的內壁（59)。第4圖中 以放大的方式顯示出其碰觸區域。因此，由於各壓桿（21 ® )，特別是在其下方區域，會被彎折之故，抵靠表面（24 )會被壓抵於觸發元件（82)的內壁（59)上。抵靠表面 (24 )可以結構化或粗糙化。例如，其可以設有在抵靠表 面（24)之展開的平面圖上看起來是沿著橫側方向設置的 溝槽，參見第6圖，或是鑽石形紋路，參見第7圖。這些 紋路可以是例如均勻地設置的。抵靠表面（24)的平均粗 糙度可以是例如大於十微米。 在第7圖的情形中，各壓桿（21)的抵靠表面（24) 的寬度是自下向上增大的。因此，將抵靠表面（24)壓抵 -11 - 201023930 於內壁（59)上的壓力在下方區域會高於上方區域。爲強 化此作用，抵靠表面（24 )在橫偵方向上可以具有比內壁 (59)爲小的半徑，參見第5圖。因此，接觸表面的寬度 會小於各壓桿（21)的寬度。 爲能夠使用此單次使用注射器，缸體/活塞單元（ 100)必須要先加以塡充。就此而言，塞子（128)要自適 配開口（ 127 )上取下，並將注射液（1 )加以例如壓入或 吸入。在此情形下，活塞（1 1 1 )是被後壓或後拉。 @ 爲釋放此注射器，要將保全元件（90 )，例如一撕裂 式捲帶（94 )，加以拆除，以去除掉封閉蓋（1 20 )與觸 發元件（82 )間的黏著連接。將封閉蓋（120 )拆下。將 此單次使用注射器放置於注射位置處上。將彈性能儲器（ 50)加以預張力；壓桿（21)會持續支撐著柱板部（73) 的環圈表面（75 )。 現在，可以將觸發元件（82)朝向缸體/活塞單元（ 100)的方向移動，見第2圖。第2圖中所顯示的狀態並 © 非是靜態的；因此其在下文中可以視爲是一種虛擬的狀態 〇 在觸發此單次使用注射器時，觸發元件（82)會以線 性向下的方式沿著觸發移動方向（6)在殼體（10)的外 壁（1 3 )滑動，亦即沿著朝向注射位置的方向。壓桿（2 1 )的抵靠表面（24)會滑過邊緣（85)。壓桿（21)會向 外彎折至他們實際的起始點，並在彈簧元件（50 )的力量 作用下，徑向向外跳入至加寬部位（83)內。 -12- 201023930 加寬部位（83)是相對於殼體（10)精確地定位並構 造的，以使其能夠接收在觸發過程中會被向外壓迫後退而 設有凸輪部（22)的壓桿（21)。加寬部位（83)的內側 輪廓可以是例如具有在此情形中爲垂直於此注射器中心線 (5)之平面的移後腹側部（84)的通道。當凸輪部（22 )移入至該加寬部位內後，活塞致動柱（60)即可不受阻 擋地向下發射出去，見第3圖。活塞（111)會被向下壓 Φ 。缸體/活塞單元（1〇〇)會被排空》 觸發元件（82 )的內壁（59 )可以是例如在抵靠表面 (24 )要沿之滑動的區域內粗糙化或結構化。其粗糙度値 可以是例如相等於抵靠表面（24)的粗糙度値。在設有結 構部的情形中，其紋路可以實施成如同第6圖及第7圖所 示者。 但是，內壁（59)的結構密度及/或粗糙度也可以是 隨著抵靠表面（24)相對於觸發元件（82)之內壁（59) ® 的行程而增加。第8圖是例如一連接於尖銳邊緣（85)的 結構紋路的放大圖，其具有互相平行的槽縫，其間的距離 是自下向上減小的。第9圖顯示出一種鱗狀紋路，其鱗片 在其等的實施例中可以是正及/或負。這些鱗片間的距離 是沿著相對運動的方向一自下而上地增加。供抵靠表面（ 24)在觸發前靠置於其上的內壁（59)的接觸表面的最下 方區域是例如沒有結構部的。 在此單次使用注射器觸發之前及在觸發過程中，螺旋 彈簧（50)會經由柱板部（73 )將凸輪部（22 )向外壓擠 -13- 201023930 。由於成對之環圈表面（75)與支撐表面（23)間的大接 觸面積及低表面粗糙度所致之低滑動摩擦係數之故，此楔 形器具會具有高效率。 爲能在此單次使用注射器放置於注射位置上後觸發之 ，操作人員必須要先克服抵靠表面（24)與內壁（59)間 的黏滯摩擦，特別是由接觸力量所造成者。該對間的接觸 面積愈小且表面粗糙度愈大，則此黏滯摩擦就愈大。 因此，黏滯摩擦力會大，使用者就必須要更用壓抵此 @ 單次使用注射器於注射位置上。因此，在靜態的狀態中， 該成對的抵靠表面（24)及內壁（59)間的高粗糙度値可 確保使用者在此單次使用注射器放置至定位後，要持續地 以一最小的力量將其壓抵於注射位置上。 當使用者克服觸發過程中的該黏滯摩擦力量後，觸發 元件（82 )的內壁（59 )會沿著抵靠表面（24 )滑動。此 二成對的表面（24、59 )間的滑動摩擦係數是依據所使用 的材料、表面粗糙度及/或表面結構及表面壓力而定的。 @ 此對間的滑動摩擦係數是大於由環圈表面（75)與支撐表 面（23 )所構成之對間的滑動摩擦係數。如果例如說，抵 靠表面（24)及內壁（59)係實施成具有根據第6圖的結 構，則會需要有例如一約略定値的高進給力量來移動觸發 元件（82)。因此，使用者必須持續地以一個等於或大於 安全性注射所需之壓入力量的力量來將此單次使用注射器 壓抵於注射位置上。 使用者必須一直施加此一力量，直到後側抓持側腹部 -14- ( 面 故 使 發 ❹ 將 能 置 於 可 表 如 ❿糖 會 在 安 及 73 間 201023930 25)到達邊緣（85)。由於由環圈表面（75)及支 (23)所構成的該對間的低滑動摩擦及小的楔形角 ，凸輪部（22 )會突然地移動進入至加寬部位（83 在其內壁（59)上具有例如根據第8圖的結構的 用注射器觸發時，在觸發元件（82)移動的過程中 所需的力量會增大。因此，使用者必須要愈來愈用 此單次使用注射器壓抵於注射位置上。這可確保在 量釋放時，此單次使用注射器是夠用力地壓抵於注 上，而可避免濕注射的情形。 觸發元件（82)克服黏滯摩擦所需的進給力量可 克服滑動摩擦所需的進給力量。就此而言，內壁（ 以例如實施成如第9圖中所示者。內壁（5 9 )中供 面（24)在觸發前抵靠的部位，在此情形中，是具 低的表面粗糙度。當抵靠表面（24)離開此區域後 度及滑動摩擦係數會增加。例如說，使用者在此情 被迫施用均勻或線性增高的力量，以進行觸發。至 凸輪部（22)跳出前所施用的進給力量是要等於或 全注射所需的最小接觸力量。 如果合適的話，活塞致動柱（60)、壓桿（21) 觸發元件（82)的材料可以是相同的^ 在這些圖式所示者的變化中，壓桿（21)與柱板 )間唯一的接觸區域是實施成如同表面（23)與（ 的可滑動情形》在某一特定的結構中，一個在此注 撐表 度之 )內 單次 ，觸 力地 彈簧 射位 以小 59) 抵靠 有例 ，粗 形下 少是 大於 、以 部（ 75 ) 射器 -15- 201023930 觸發時能以滾動裝設的方式，亦即低摩擦的方式，滾離柱 板部的表面（75)的滾子，可裝設於每一壓桿（21)的表 面（23 )上。 亦可使用螺旋運動來取代觸發元件（82)在殼體（10 )上的線性滑動運動。在此情形中，觸發元件（82)及殼 體（10)係互相導引於對方上的，例如透過一連桿及連桿 塊爲之。如果合適的話，觸發動作亦可藉由殼體（10)與 觸發元件（82)間的純粹旋轉運動來爲之。在此情形中， φ 旋轉軸線是位在中心線（5 )上。 很顯然的，可以想像得到將前述各種實施例互相合倂 在一起。 【圖式簡單說明】 第1圖顯示出變形於鎖定位置上之具有二壓桿的單次 使用注射器。 第2圖顯示出觸發過程中的該單次使用注射器。 © 第3圖顯示出觸發後的該單次使用注射器。 第4圖顯示出第1圖中的細部。 第5圖是第4圖的一剖面。 第6圖是抵靠表面展開後的平面圖。 第7圖顯示出第5圖的一種變化。 第8圖是將一內壁展開後的圖式。 第9圖顯示出第8圖的一種變化。 -16- 201023930 【主要元件符號說明】 1 :注射液 5 :中心線 1 〇 :殼體 1 3 :外壁 1 9 :分隔套 ' 2 1 :壓桿 φ 22 :凸輪部 23 :支撐表面 24 :抵靠表面 25 :後側抓持側腹部 28 :彈性彎折桿 31 :外殼區域 3 3 :孔洞 39 :高起平台 • 41 :固定區域 5〇 :螺旋壓縮彈簧 59 :內壁 60 :活塞致動柱 62 :導引銷 73 :柱板部 75 :環圈表面 76 :活塞滑塊 77 :末端表面 -17 201023930 80 :觸發單元 81 :觸發帽蓋 82 :觸發元件 8 3 :加寬部位 84 :移後腹側部 85 :邊緣 90 :保全元件 94 :撕裂式捲帶 100:缸體/活塞單元 10 1 :缸體 1 1 1 :活塞 120 :封閉蓋 1 2 7 :適配開口 1 28 :塞子

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Claims (1)

1. 201023930 七、申請專利範圍： 1. 一種單次使用注射器，具有一包含有至少一壓桿（ 21)的殻體（10)、一缸體/活塞單元（1〇〇)、一活塞 致動柱（60)、一觸發單元（8〇)、以及一彈性能儲器（ 5〇) ’該觸發單元（80)起先是由該壓桿（21)加以鎖定 於該預張力的彈性能儲器（50)上，該壓桿（21)在觸發 時會沿著該觸發單元（80)的至少一觸發元件（82)滑動 0 ’且在該觸發單元（80)觸發後，該彈性能儲器（50)會 將該壓桿（21)加以移動，並經由該活塞致動柱（60)來 致動該缸體/活塞單元（100)，其特徵在於在由該預張 力彈性能儲器（50 )加以加載時，成對而互相面對的該觸 發元件（82)的內壁（59)與該壓桿（21)的抵靠表面（ 24) ’至少在某些區域內所具有之滑動摩擦係數，係高於 成對而互相面對的該活塞致動柱（60)的環圈表面（75) 及該壓桿（21)的支撐表面（2 3)。 • 2 .如申請專利範圍第1項所述之單次使用注射器，其 中該觸發元件（82)係至少在某些區域內是以一種套筒狀 的方式圍繞著該殻體（10)。 3 ·如申請專利範圍第1項所述之單次使用注射器，其 包含有二壓桿（21 )。 4·如申請專利範圍第1項所述之單次使用注射器，其 中該抵靠表面（24)及/或該內壁（59)的平均表面粗糙 度値，至少在該等表面（24、59)的接觸區域內，是大於 或等於十微米。 19· 201023930 5 .如申請專利範圍第1項所述之單次使用注射器，其 中該觸發元件（82)的該內壁的粗糙度係沿著一尖銳邊緣 (85 )的方向漸增。 6.如申請專利範圍第1項所述之單次使用注射器，其 中所用之抵靠表面（24)的寬度是小於各壓桿（21)的寬 度。

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