TWI802492B - 用以驅動自動注射器之活塞相對於自動注射器之容器滑動之驅動機構以及具有前述驅動機構之自動注射器 - Google Patents

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Abstract

本發明揭露一種驅動機構,其係用以驅動一自動注射器之一活塞相對於該自動注射器之一容器滑動且包含有一第一傳動件、一驅動件、一第二傳動件、一第三傳動件、一滑動件以及一支架,該驅動件用以驅動該第一傳動件轉動以驅動該第二傳動件與該第三傳動件一起轉動,進而使該滑動件被該第三傳動件驅動而相對於該第三傳動件滑動以推抵該活塞,從而將藥物由該容器中泵出,該滑動件滑動穿設於該支架之一導引部,該導引部用以導引該滑動件滑動而不轉動。此外,本發明另揭露一種具有前述驅動機構之自動注射器。

Description

用以驅動自動注射器之活塞相對於自動注射器之容器滑動之 驅動機構以及具有前述驅動機構之自動注射器
本發明係關於一種驅動機構以及相關的自動注射器,尤指一種用以驅動自動注射器之活塞相對於自動注射器之容器滑動之驅動機構以及具有前述驅動機構之自動注射器。
自動注射器(例如可穿戴注射器,on-body injector)是一種設計用於輸送一定劑量藥物的醫療設備,然而現有的自動注射器未能滿足體積小、驅動功率大、驅動距離遠、注射週期長和給藥準確率等要求,因此自動注射器急需改良。
本發明其中一目的在於提供一種用以驅動自動注射器之活塞相對於自動注射器之容器滑動之驅動機構以及具有前述驅動機構之自動注射器,以解決上述問題。
為達成上述目的,本發明揭露一種驅動機構,其用以驅動一自動注射器之一活塞相對於該自動注射器之一容器滑動,該驅動機構包含有一第一傳動件、一驅動件、一第二傳動件、一第三傳動件、一滑動件以及一支架,該驅動件耦接於該第一傳動件且用以驅動該第一傳動件轉動,該第二傳動件轉動嚙合於該第一傳動件,當該驅動件驅動該第一傳動件轉動時,該第二傳動件被該第一傳動件驅動而轉動,該第三傳動件固定連接於該第二傳動件,當該第一傳動件驅動該第二傳動件轉動時,該第三傳動件被該第二傳動件驅動而轉動,該滑動件至少部分滑動設置於該第三傳動件內且耦接於該第三傳動件,該滑動件連接於該活塞,當該第三傳動件轉動時,該滑動件被該第三傳動件驅動而相對於該第三傳動件滑動,該支架包含有一導引部,該滑動件穿設於該導引部,該第三傳動件可相對於該支架轉動,且該導引部用以導引該滑動件滑動而不轉動。
根據本發明其中一實施例,當該驅動件驅動該第一傳動件繞一第一轉動軸轉動時,該第一傳動件驅動該第二傳動件繞一第二轉動軸轉動,從而驅動該第三傳動件與該第二傳動件一起繞該第二轉動軸轉動,以使該滑動件被驅動而相對於該第三傳動件沿平行於該第二轉動軸之一滑動方向滑動而不繞該第二轉動軸轉動。
根據本發明其中一實施例,該第一傳動件為一蝸桿,該第二傳動件為一蝸輪,該第三傳動件為一螺紋套筒,該滑動件為一螺桿,且該驅動件為一馬達。
根據本發明其中一實施例,該驅動機構另包含有一減速機,該減速機耦接於該驅動件與該第一傳動件之間。
根據本發明其中一實施例,該減速機為一齒輪箱。
根據本發明其中一實施例,該導引部包含有一滑動通孔結構,該滑動件滑動穿設於該滑動通孔結構,該滑動件之一剖面與該滑動通孔結構之一剖面彼此匹配,該滑動件包含有至少一第一曲面部以及連接於該至少一第一曲面部之至少一第一平面部,該滑動通孔結構包含有至少一第二曲面部以及連接於該至少一第二曲面部之至少一第二平面部,該至少一第二曲面部與該至少一第二平面部分別對應該至少一第一曲面部與該至少一第一平面部。
根據本發明其中一實施例,該第三傳動件之一內緣形成有一內螺紋結構,且該滑動件之該至少一第一曲面部之一外緣形成有一外螺紋結構。
根據本發明其中一實施例,該支架另包含有一保持部,該保持部包含有一轉動通孔結構,該第三傳動件轉動穿設於該轉動通孔結構。
根據本發明其中一實施例,該支架另包含有一支撐部,該支撐部包含有一平台結構,該平台結構用以支撐該第三傳動件之一側。
根據本發明其中一實施例,該支架另包含有一容置部,該容置部包含有一L形結構,該L形結構用以容置該第一傳動件。
此外,為達成上述目的,本發明另揭露一種自動注射器,其包含有一容器、滑動設置於該容器內之一活塞以及上述任一驅動機構。
綜上所述,於本發明中,驅動機構不僅結構緊密且可進行大功率且高效率的傳動,此外,驅動機構之滑動件的滑動距離長、滑動速度慢,且滑動件在滑動過程中並不轉動。因此,本發明能夠滿足體積小、驅動功率大、驅動距離遠、注射週期長、給藥速率準確等要求。
1:自動注射器
11:容器
12:活塞
13:驅動機構
131:第一傳動件
132:驅動件
133:第二傳動件
134:第三傳動件
1341:內螺紋結構
135:滑動件
1351:第一曲面部
13511:外螺紋結構
1352:第一平面部
136:支架
1361:導引部
13611:滑動通孔結構
136111:兩第二曲面部
136112:第二平面部
1362:保持部
13621:轉動通孔結構
1363:支撐部
13631:平台結構
1364:容置部
13641:L形結構
137:減速機
138:控制單元
139:電源
14:殼體
141:第一安裝件
R1:第一轉動軸
R2:第二轉動軸
S:滑動方向
第1圖與第2圖為本發明實施例自動注射器於不同視角之部分結構示意圖。
第3圖與第4圖為本發明實施例自動注射器於不同視角之部分元件爆炸圖。
第5圖與第6圖為本發明實施例驅動機構之部分結構示意圖。
第7圖為本發明實施例驅動機構之部分結構剖面示意圖。
第8圖與第9圖為本發明實施例自動注射器於不同狀態之示意圖。
以下所提到的方向用語,例如:上、下、左、右、前或後等,僅是參考圖式的方向。因此,使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。此外,若無特別記載,以下所提到的「耦接」或「連接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣或結構連接手段。因此,若文中描述第一裝置耦接/連接於第二裝置,則代表第一裝置可直接結構連接於第二裝置,或透過其他裝置或連接手段間接地結構連接至第二裝置。
請參閱第1圖至第4圖,第1圖與第2圖為本發明實施例一自動注射器1於不同視角之部分結構示意圖,第3圖與第4圖為本發明實施例自動注射器1於不 同視角之部分元件爆炸圖。如第1圖至第4圖所示,自動注射器1包含有一容器11、一活塞12以及一驅動機構13,活塞12係滑動設置於容器11內,驅動機構13係用以驅動活塞12相對於容器11滑動。
於此實施例中,自動注射器1另包含有一殼體14,殼體14包含有一第一安裝件141以及可拆卸地安裝於第一安裝件141之一第二安裝件(未顯示於圖中),容器11與驅動機構13係安裝於第一安裝件141,殼體14可隱藏容器11與驅動機構13,以避免容器11與驅動機構13受損。
然本發明並不侷限於此實施例,舉例來說,在另一實施例中,殼體可為具有用以顯露容器與驅動機構之開口的單件式結構。
請參閱第1圖至第7圖,第5圖與第6圖為本發明實施例驅動機構13之部分結構示意圖,第7圖為本發明實施例驅動機構13之部分結構剖面示意圖。如第1圖至第7圖,驅動機構13包含有一第一傳動件131、一驅動件132、一第二傳動件133、一第三傳動件134、一滑動件135以及一支架136,驅動件132耦接於第一傳動件131且用以驅動第一傳動件131轉動,第二傳動件133轉動嚙合於第一傳動件131,當驅動件132驅動第一傳動件131轉動時,第二傳動件133被第一傳動件131驅動而轉動,第三傳動件134固定連接於第二傳動件133,舉例來說,第三傳動件134可藉由緊配合的方式或一體成型的方式固定連接於第二傳動件133,當第一傳動件131驅動第二傳動件133轉動時,第三傳動件134被第二傳動件133驅動而轉動,滑動件135至少部分滑動設置於第三傳動件134內且耦接於第三傳動件134,滑動件135連接於活塞12,當第三傳動件134轉動時,滑動件135被第三傳動件134驅動而相對於第三傳動件134滑動,支架136包含有一導引部1361, 滑動件135穿設於導引部1361,第三傳動件134可相對於支架136轉動,導引部1361用以導引滑動件135滑動而不轉動。
當驅動件132驅動第一傳動件131繞一第一轉動軸R1轉動時,第一傳動件131驅動第二傳動件133繞垂直於第一轉動軸R1之一第二轉動軸R2轉動,從而驅動第三傳動件134與第二傳動件133一起繞第二轉動軸R2轉動,以使滑動件135被驅動而相對於第三傳動件134沿平行於第二轉動軸R2之一滑動方向S滑動而不繞第二轉動軸R2轉動。
具體地,第一傳動件131可為蝸桿,第二傳動件133可為蝸輪,第三傳動件134可為螺紋套筒,滑動件135可為螺桿,且驅動件132可為馬達。然本發明並不侷限於此實施例,其端視實際需求而定,舉例來說,在另一實施例中,驅動件可為氣動馬達,且第一傳動件與第二傳動件可分別為具有較小尺寸的齒輪與具有較大尺寸的齒輪。
再者,於此實施例中,如第1圖至第7圖所示,驅動機構13另包含有耦接於驅動件132與第一傳動件131之間之一減速機137,減速機137的輸入軸與輸出軸可分別連接於驅動件132與第一傳動件131,減速機137可具有多種減速比,以控制第一傳動件131之轉動速度,從而控制滑動件135之滑動速度。
具體地,減速機137可為齒輪箱。然本發明並不侷限於此實施例,其端視實際需求而定,舉例來說,在另一實施例中,減速機可為具有皮帶與皮帶輪之系統。又或者,在另一實施例中,減速機可省略設置。
值得注意的是,上述設置不僅只佔用較小空間且可進行高功率、高效率的傳動,還可藉由調整第一傳動件131與第二傳動件133之間的第一減速比和/或驅動件132與第一傳動件131之間的第二減速比(即減速機137的齒輪減速比)來調整第三傳動件134之轉動速度。
此外,於此實施例中,如第1圖至第4圖所示,驅動機構13另包含有一控制單元138以及一電源139,控制單元138可為用以控制驅動件132之電路板,以啟動或停止第一傳動件131的轉動且控制第一傳動件131之轉動速度或轉動方向,電源139可為用以對控制單元138與驅動件132進行供電之電池。
為了使導引部1361於第三傳動件134轉動而驅動滑動件135滑動時能夠導引滑動件135滑動而不轉動,如第3圖至第7圖所示,導引部1361包含有一滑動通孔結構13611,滑動件135滑動穿設於滑動通孔結構13611,滑動件135之剖面與滑動通孔結構13611之剖面彼此匹配,滑動件135包含有彼此相對設置之兩第一曲面部1351以及彼此相對設置且連接於兩第一曲面部1351之兩第一平面部1352,滑動通孔結構13611包含有彼此相對設置之兩第二曲面部136111以及彼此相對設置且連接於兩第二曲面部136111之兩第二平面部136112,兩第二曲面部136111分別對應兩第一曲面部1351,兩第二平面部136112分別對應兩第一平面部1352,第三傳動件134之內緣形成有一內螺紋結構1341,舉例來說,內螺紋結構1341可藉由塑膠射出成型或嵌入成型的方式形成於第三傳動件134之內緣,滑動件135之各第一曲面部1351之外緣形成有一外螺紋結構13511。上述設置藉由滑動件135與滑動通孔結構13611的配合確保滑動件135在滑動過程中並不轉動,以避免給藥速率因滑動件135的轉動而變化,從而滿足給藥速率準確的要求。
然本發明滑動件和導引部的結構並不侷限於此實施例,舉例來說,在另一實施例中,滑動件可僅包含有一個第一曲面部以及連接於第一曲面部之一個第一平面部,且滑動通孔結構可僅包含有一個第二曲面以及連接於第二曲面部之一個第二平面部。
另外,為了使第三傳動件134能穩定轉動且使驅動機構13的結構合理緊密,如第3圖至第7圖所示,支架136另包含有一保持部1362、一支撐部1363以及一容置部1364,保持部1362包含有一轉動通孔結構13621,第三傳動件134轉動穿設於轉動通孔結構13621且位於保持部1362與導引部1361之間,支撐部1363連接於導引部1361且包含有一平台結構13631,平台結構13631可支撐第三傳動件134之下側,以避免第三傳動件134意外掉落,容置部1364連接於支撐部1363與保持部1362且包含有用以容置第一傳動件131之一L形結構13641。
然本發明並不侷限於此實施例,其端視實際需求而定,舉例來說,在另一實施例中,容置部可包含有彎折結構、階梯結構或U形結構。又或者,在另一實施例中,保持部、支撐部與容置部的其中至少一者可省略設置。
以下針對自動注射器1之作動原理進行詳細說明,請另參閱第5圖至第9圖,第8圖與第9圖為本發明實施例自動注射器1於不同狀態之示意圖。如第5圖至第9圖所示,當自動注射器1貼附於病人身上時,控制單元138可控制驅動件132以藉由減速機137驅動第一傳動件131繞第一轉動軸R1轉動,當第一傳動件131被驅動而繞第一轉動軸R1轉動時,第一傳動件131驅動第二傳動件133繞第二轉動軸R2轉動,從而驅動第三傳動件134與第二傳動件133一起繞第二轉動軸R2轉動,以使滑動件135可被驅動而相對於第三傳動件134沿滑動方向S滑動而不轉 動,從而使活塞12被驅動而由如第8圖所示的位置滑動至如第9圖所示的位置以穩定地將藥物由容器11中泵出而完成藥物注射。
相較於先前技術,於本發明中,驅動機構不僅結構緊密且可進行大功率且高效率的傳動,此外,驅動機構之滑動件的滑動距離長、滑動速度慢,且滑動件在滑動過程中並不轉動。因此,本發明能夠滿足體積小、驅動功率大、驅動距離遠、注射週期長、給藥速率準確等要求。
以上所述僅為本發明之較佳實施例,凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾,皆應屬本發明之涵蓋範圍。
1:自動注射器
11:容器
12:活塞
13:驅動機構
131:第一傳動件
132:驅動件
133:第二傳動件
134:第三傳動件
135:滑動件
1351:第一曲面部
1352:第一平面部
136:支架
1361:導引部
13611:滑動通孔結構
136111:兩第二曲面部
136112:第二平面部
1362:保持部
13621:轉動通孔結構
1363:支撐部
1364:容置部
137:減速機
138:控制單元
139:電源
14:殼體
141:第一安裝件

Claims (11)

  1. 一種驅動機構,其用以驅動一自動注射器之一活塞相對於該自動注射器之一容器滑動,該驅動機構包含有:一第一傳動件;一驅動件,其耦接於該第一傳動件且用以驅動該第一傳動件轉動;一第二傳動件,其轉動嚙合於該第一傳動件,當該驅動件驅動該第一傳動件轉動時,該第二傳動件被該第一傳動件驅動而轉動;一第三傳動件,其固定連接於該第二傳動件,當該第一傳動件驅動該第二傳動件轉動時,該第三傳動件被該第二傳動件驅動而轉動;一滑動件,其至少部分滑動設置於該第三傳動件內且耦接於該第三傳動件,該滑動件連接於該活塞,當該第三傳動件轉動時,該滑動件被該第三傳動件驅動而相對於該第三傳動件滑動;以及一支架,其包含有一導引部,該滑動件穿設於該導引部,該第三傳動件可相對於該支架轉動,且該導引部用以導引該滑動件滑動而不轉動;其中該導引部包含有一滑動通孔結構,該滑動件滑動穿設於該滑動通孔結構,該滑動件之一剖面與該滑動通孔結構之一剖面彼此匹配,該滑動件包含有至少一第一曲面部以及連接於該至少一第一曲面部之至少一第一平面部。
  2. 如請求項1所述之驅動機構,其中當該驅動件驅動該第一傳動件繞一第一轉動軸轉動時,該第一傳動件驅動該第二傳動件繞一第二轉動軸轉動,從而驅動該第三傳動件與該第二傳動件一起繞該第二轉動軸轉動,以使該滑動件被驅動而相對於該第三傳動件沿平行於該第二轉動軸之一滑動方向滑動而不繞該第二轉動軸轉動。
  3. 如請求項1所述之驅動機構,其中該第一傳動件為一蝸桿,該第二傳動件為一蝸輪,該第三傳動件為一螺紋套筒,該滑動件為一螺桿,且該驅動件為一馬達。
  4. 如請求項1所述之驅動機構,其另包含有一減速機,該減速機耦接於該驅動件與該第一傳動件之間。
  5. 如請求項4所述之驅動機構,其中該減速機為一齒輪箱。
  6. 如請求項1所述之驅動機構,其中該滑動通孔結構包含有至少一第二曲面部以及連接於該至少一第二曲面部之至少一第二平面部,該至少一第二曲面部與該至少一第二平面部分別對應該至少一第一曲面部與該至少一第一平面部。
  7. 如請求項6所述之驅動機構,其中該第三傳動件之一內緣形成有一內螺紋結構,且該滑動件之該至少一第一曲面部之一外緣形成有一外螺紋結構。
  8. 如請求項1所述之驅動機構,其中該支架另包含有一保持部,該保持部包含有一轉動通孔結構,該第三傳動件轉動穿設於該轉動通孔結構。
  9. 如請求項1所述之驅動機構,其中該支架另包含有一支撐部,該支撐部包含有一平台結構,該平台結構用以支撐該第三傳動件之一側。
  10. 如請求項1所述之驅動機構,其中該支架另包含有一容置部,該容置部包含有一L形結構,該L形結構用以容置該第一傳動件。
  11. 一種自動注射器,其包含有一容器、滑動設置於該容器內之一活塞以及如請求項1至10其中任一項所述之驅動機構。
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