(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-04-24
(45)【発行日】2023-05-02
(54)【発明の名称】薬剤送達システム
(51)【国際特許分類】
A61M 5/315 20060101AFI20230425BHJP
A61M 5/24 20060101ALI20230425BHJP
【ＦＩ】
A61M5/315 516
A61M5/24 500
【請求項の数】
19
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2021208920
(22)【出願日】2021-12-23
(62)【分割の表示】P 2020073821の分割
【原出願日】2017-03-14
(65)【公開番号】P2022046620
(43)【公開日】2022-03-23
【審査請求日】2022-01-17
(31)【優先権主張番号】62/310,961
(32)【優先日】2016-03-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】594197872
【氏名又は名称】イーライ リリー アンド カンパニー
(74)【代理人】
【識別番号】100145403
【弁理士】
【氏名又は名称】山尾 憲人
(74)【代理人】
【識別番号】100111039
【弁理士】
【氏名又は名称】前堀 義之
(72)【発明者】
【氏名】ジャレッド・オールデン・ジャドソン
(72)【発明者】
【氏名】ティモシー・リー・モールトン
【審査官】川島 徹
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１２－５０４４３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－２２１３８６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－２４０４１０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１５－５２４７２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００１／００２３６３７（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｍ ５／３１５
Ａ６１Ｍ ５／２４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
薬剤（２５）を保持するように構成され、かつ出口（２８）を画定する容器本体（２４）を有する薬剤容器（２２）であって、容器本体内に配置されるピストン（２６）を含む薬剤容器と、遠位端部（５６，５６Ｂ）及び近位端部（５８，５８Ｂ）を有する駆動リボン（４０，４０Ｂ）であって、駆動リボンは渦巻きを形成する後退構成（５４，５４Ｂ）及び延伸構成（５２，５２Ｂ）に駆動軸周りに巻かれており、延伸構成における駆動リボンの延伸部分は、駆動軸周りに螺旋を形成しており、駆動リボンが後退構成と延伸構成の間で徐々に移動可能である、駆動リボン（４０，４０Ｂ）と、
駆動リボンに操作可能に結合され、かつ駆動リボンを駆動軸周りで選択的に回転させるギア部材であって、ここで第１方向における駆動リボンの回転は、駆動リボンの延伸構造を伸展させて駆動リボンの延伸部分を伸ばす、ギア部材（１２２，１２４，１２２Ｂ）と、
駆動リボンの遠位端に近接して駆動リボンにおいて支持される支持部材（８０，８０Ｂ）と、
支持部材において回転可能に装着され、ピストンを押すように構成された伝達部材（８４，８４Ｂ）であって、ここで支持部材は、伝達部材に対して回転するように構成されている、伝達部材と、
を備えた、薬剤送達システム（２０，２０Ｂ，２０Ｃ）。
【請求項2】
ギア部材に操作可能に結合され、ギア部材を回転させる機械駆動部（３２，３８，３２Ｂ）をさらに備える、請求項１に記載の薬剤送達システム。
【請求項3】
駆動リボンは、ギア部材に係合可能な複数のギア歯（７６，７８，７８Ｂ）を形成しており、これによりギア部材は、複数のギア歯を介して回転力を伝達することにより駆動リボンを回転可能である、請求項２に記載の薬剤送達システム。
【請求項4】
複数のギア歯（７６）は、駆動リボンの半径方向内向き面に配置されている、請求項３に記載の薬剤送達システム。
【請求項5】
ギア部材は、延伸構成によって形成される螺旋の内側に配置される、請求項４に記載の薬剤送達システム。
【請求項6】
複数のギア歯（７８，７８Ｂ）は、駆動リボンの外側表面に配置されている、請求項３に記載の薬剤送達システム。
【請求項7】
ギア部材は、延伸構成によって形成される螺旋の外側に配置される、請求項６に記載の薬剤送達システム。
【請求項8】
駆動リボンの少なくとも一部に係合し少なくとも部分的に延伸させる推進部材（８８，８８Ｂ，８８Ｃ）をさらに備える、請求項１に記載の薬剤送達システム。
【請求項9】
支持構造（３０，３０Ｂ）をさらに備え、ここで推進部材は、支持構造に対して回転可能に固定され、駆動リボンの近位端部に係合可能な螺旋傾斜部（９０，１７６，１７８）を画定し、ここで駆動リボンが第１方向に回転されると、螺旋傾斜部に係合する駆動リボンの移行部分が、後退構成から延伸構成に移行する、請求項８に記載の薬剤送達システム。
【請求項10】
駆動リボンが第２方向に回転されると螺旋傾斜部に係合する駆動リボンの移行部分は、延伸構成から後退構成に移行する、請求項９に記載の薬剤送達システム。
【請求項11】
駆動リボンの延伸部分において、駆動リボンの近位端部は、遠位端部の隣接部分に直接支持係合されている、請求項１に記載の薬剤送達システム。
【請求項12】
延伸部分は、軸及び捻れ剛性を有する円柱状体を形成する、請求項１に記載の薬剤送達システム。
【請求項13】
近位端部及び遠位端部の一方は、半径方向に延出する段差部を画定して、近位端部及び遠位端部の他方に直接支持係合する、請求項１に記載の薬剤送達システム。
【請求項14】
近位端部及び遠位端部の一方は、複数の突出部を画定し、近位端部及び遠位端部の他方は、複数の連携凹部を画定する、請求項１に記載の薬剤送達システム。
【請求項15】
駆動リボンは、一体部材型の単体リボンである、請求項１に記載の薬剤送達システム。
【請求項16】
機械駆動部は、電動モータを備える、請求項１に記載の薬剤送達システム。
【請求項17】
ピストンに作用する力を決定し、かつ薬剤容器の動作状態及び／又はピストンの位置を決定するフォースフィードバックシステムをさらに備える、請求項１６に記載の薬剤送達システム。
【請求項18】
フォースフィードバックシステムは、駆動リボンの遠位端部に配置されたピストンに対する推進部材部材の接触を検出するためのスイッチを備える、請求項１７に記載の薬剤送達システム。
【請求項19】
近位端部は、近位端面を画定し、遠位端部は、遠位端面を画定し、近位端面は、第１縦長部分及び第２縦長部分を画定し、遠位端面は、第３縦長部分及び第４縦長部分を画定し、ここで、第１縦長部分及び第２縦長部分は、第３縦長部分及び第４縦長部分が向いた軸方向とは反対の軸方向に向いており、
螺旋を形成する駆動リボンの延伸部分において、駆動リボンの近位端部は、近位端面の第２縦長部分が遠位端面の第３縦長部分に係合している状態で、遠位端部の隣接部分に係合し、
螺旋を形成する延伸構成において、近位端面の第１縦長部分は、駆動リボンの半径方向内側及び半径方向外側の一方に突出し、及び遠位端面の第４縦長部分は、駆動リボンの半径方向内側及び半径方向外側の他方に突出し、
推進部材は、近位端面の第１縦長部分に係合されている、請求項１に記載の薬剤送達システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、ＭＥＤＩＣＡＬ ＤＥＬＩＶＥＲＹ ＤＥＶＩＣＥ ＷＩＴＨ ＡＸＩＡＬＬＹ ＥＸＰＡＮＤＡＢＬＥ ＤＲＩＶＥ ＭＥＭＢＥＲ（軸方向に拡開可能な駆動部材を備える薬剤送達デバイス）と題する２０１６年３月２１日出願の米国仮特許出願第６２／３１０，９６１号の優先権を主張するものであり、この米国仮特許出願の開示内容が参照をもって本明細書に組み込み記載されているものとする。
【0002】
本発明は、注射用デバイスのような薬剤送達デバイスに関するものである。
【背景技術】
【0003】
従来の注射用デバイスは多くの場合、薬剤を患者に注射するために使用される。
【0004】
例えば、インスリンを含む使い捨てカートリッジを収容するペン型注射器は多くの場合、糖尿病患者によって使用される。このようなペンは普通、カートリッジ内のピストンに作用する長尺ロッドを含む。ロッドがピストンを前進させると、カートリッジ内の薬剤が針を通って患者に投与される。
【発明の概要】
【0005】
ロッドは、カートリッジから外側に突出してペン内の駆動機構に、ロッドがカートリッジの内部の前進限界に達するときを含む注射過程全体を通じて係合する必要がある。また、ロッドは、当該ロッドが完全に後退するとペン内に収容されて、ロッドを薬剤で満たされている新しいカートリッジに挿入することができるようにする必要がある。その結果、従来のペン型注射器は普通、長尺であり、かつ細く、ペン型注射器の長さは、薬剤が収納されるカートリッジ胴部の長さの２倍超である。同様に、非ペン型の詰め替え可能な注射用デバイスの場合、デバイスの長さは普通、薬剤が収納されるカートリッジ胴部の長さの２倍超である。
【0006】
このような注射用デバイスを使用して、薬剤を１日の異なる時刻に自己投与する場合、注射用デバイスを使用者が容易に持ち運びできることが望ましい。例えば、糖尿病患者は多くの場合、インスリンを、注射用デバイスを使用して自己投与し、当該デバイスを患者が抱えて１日中持ち運ぶ。従来のペン型注射器及び類似の器具は、十分に小さいので携行することができるが、このようなデバイスの長さは多くの場合、デバイスの持ち運びを厄介なものにする。
【0007】
本発明は、容易に持ち運ぶことができる小型薬剤送達デバイスを提供する。
【0008】
本発明は、本発明の１つの形態において、薬剤容器と一体的に使用される薬剤送達デバイスを備える。薬剤容器は、薬剤を保持し、かつ出口を画定する容器本体を有し、更には、容器本体内に配置されるピストンを含み、ピストンが容器本体内で前進すると、薬剤が出口から排出される。送達デバイスは、薬剤容器を支持するように適合される支持構造と、支持構造上に支持され、かつピストンを容器本体内で前進させるように適合される駆動アセンブリと、を含む。駆動アセンブリは、遠位端部及び近位端部を有する駆動リボンを含む。駆動リボンは、後退構成及び延伸構成を有し、後退構成の駆動リボンの後退部分が渦巻を画成し、延伸構成の駆動リボンの延伸部分が螺旋を画成する。駆動リボンは、後退構成と延伸構成との間で徐々に移行することができ、後退構成から延伸構成への駆動リボンの移行が駆動軸を画定する。機械駆動部は、駆動リボンに操作可能に結合され、かつ駆動リボンを駆動軸周りで選択的に回転させ、駆動リボンが第１方向に回転すると、駆動リボンが延伸し、駆動リボンが反対の第２方向に回転すると、駆動リボンが後退する。推進部材は、支持構造と駆動リボンとの間に操作可能に配置され、駆動リボンを少なくとも部分的に延伸させると近位端部の少なくとも一部に係合する。支持部材は、駆動リボン上に、駆動リボンの遠位端に近接して支持される。支持部材は、駆動リボンを延伸させているときに軸方向力をピストンに作用させるように適合される。支持部材からピストンに作用する軸方向力は、支持構造に薬剤容器を介して少なくとも部分的に伝達される。軸方向圧縮荷重が駆動リボンに作用すると、軸方向圧縮荷重が、支持構造に推進部材を介して少なくとも部分的に伝達される。
【0009】
幾つかの実施形態では、支持構造は、人間の手で把持されるように適合されるハウジングを画定する。このような実施形態では、薬剤容器は、少なくとも３ｍＬの貯蔵容積を有し、支持構造は、１１０ｍｍ以下の軸方向長を規定する。支持構造は、１００ｍｍ以下の軸方向長を規定することもできる。
【0010】
送達デバイスの幾つかの実施形態では、推進部材は、支持構造に対して回転可能に固定され、駆動リボンの近位端部に係合可能な螺旋傾斜部を画定し、駆動リボンを第１方向に回転させると、螺旋傾斜部に係合する駆動リボンの移行部分が、後退構成から延伸構成に移行し、駆動リボンを第２方向に回転させると、螺旋傾斜部に係合する駆動リボンの移行部分が、延伸構成から後退構成に移行する。このような実施形態では、送達デバイスは更に、推進部材を取り囲むことにより半径方向内向き支持力を駆動リボンに螺旋傾斜部に近接して作用させるリボン支持部材を含むことができる。リボン支持部材は、駆動リボンに係合可能な複数のローラの形態を採ることができ、複数のローラは、半径方向内向き力を作用させ、駆動リボンを回転させると、駆動リボンを推進部材の螺旋傾斜部に付勢する。螺旋傾斜部を含むこれらの実施形態では、螺旋傾斜部に近接する駆動リボンの後退部分は、螺旋傾斜部の半径よりも大きい半径を規定する。
【0011】
送達デバイスの幾つかの実施形態では、支持部材は回転軸受を含むことにより、駆動リボンと前記ピストンとの間の駆動軸周りの相対回転移動を可能にする。このような回転軸受は宝石軸受の形態を採ることができる。
【0012】
送達デバイスは、幾つかの実施形態では、駆動リボンを含むことができ、駆動リボンは、機械駆動部に係合可能な複数のギア歯を規定するので機械駆動部は駆動リボンを、回転力を複数のギア歯を介して伝達することにより回転させることができる。
【0013】
駆動リボンの幾つかの実施形態では、駆動リボンの延伸部分は近位端部を有することができ、近位端部は、遠位端部の隣接部分に直接支持係合する。このような実施形態では、近位端部及び遠位端部の一方の端部は、半径方向に延出する段差部を画定して、近位端部及び遠位端部の他方の端部に直接支持係合することができる。このような実施形態では、近位端部及び遠位端部の一方の端部が複数の突出部を画定し、近位端部及び遠位端部の他方の端部が複数の連携凹部を画定することも可能である。
【0014】
送達デバイスは、一体部材型の単体リボンである駆動リボンを有することができ、駆動リボンが少なくとも部分的に延伸するときに支持部材と推進部材との間で伝達される軸方向力の全ては、一体部材型の単体リボンにより伝達される。
【0015】
幾つかの実施形態では、送達デバイスは更に、円筒ボビンを含み、駆動リボンの後退部分はボビンに収納される。このような実施形態では、ボビンは、推進部材上に回転可能に配置することができる。ボビンを含む実施形態では，駆動リボンの後退部分がボビン内に配置される場合、駆動リボンは、駆動リボンの遠位端面が、駆動軸と直交する方向に向いた第１平面内にあり、駆動リボンの近位端面が、駆動軸と直交する方向に向いた第２平面内にあるように構成することができる。
【0016】
送達デバイスの幾つかの実施形態では、機械駆動部はバッテリ駆動モータを含む。
【0017】
送達デバイスの幾つかの実施形態では、近位端部は近位端面を画定し、遠位端部は遠位端面を画定し、近位端面が、第１の軸方向に対向する縦長部分、及び第２の軸方向に対向する縦長部分を画定し、遠位端面が、第３の軸方向に対向する縦長部分、及び第４の軸方向に対向する縦長部分を画定する。螺旋を画成する駆動リボンの延伸部分では、リボンの近位端部を遠位端部の隣接部分に、近位端面の第２縦長部分が遠位端面の第３縦長部分に係合している状態で係合させ、近位端面の第１縦長部分及び遠位端面の第４縦長部分は、半径方向にはみ出して反対方向に延出する。また、このような実施形態では、推進部材を近位端面の第１縦長部分に係合させる。推進部材は、近位端面の第１縦長部分に、駆動リボンの後退部分と延伸部分との間に配置される駆動リボンの移行部分において係合することができる。
【0018】
本発明は、本発明の別の形態において、薬剤を保持し、かつ出口を画定する容器本体を有する薬剤容器と一体的に使用される薬剤送達デバイスを備える。薬剤容器は更に、容器本体内に配置されるピストンを含み、ピストンが容器本体内で前進すると、薬剤が出口から排出される。送達デバイスは、薬剤容器を支持するように適合される支持構造と、支持構造上に支持され、かつピストンを容器本体内で前進させるように適合される駆動アセンブリと、を含む。駆動アセンブリは、遠位端面を画定する遠位端部と、近位端面を画定する近位端部と、を有する駆動リボンを含む。駆動リボンは、後退構成及び延伸構成を有し、後退構成の駆動リボンの後退部分が渦巻を画成し、延伸構成の駆動リボンの延伸部分が螺旋を画成する。駆動リボンは、後退構成と延伸構成との間で徐々に移行することができ、後退構成から延伸構成への駆動リボンの移行が駆動軸を画定する。近位端面は、第１の軸方向に対向する縦長部分、及び第２の軸方向に対向する縦長部分を画定し、遠位端面は、第３の軸方向に対向する縦長部分、及び第４の軸方向に対向する縦長部分を画定する。螺旋を画成する駆動リボンの延伸部分において、リボンの近位端部を遠位端部の隣接部分に、近位端面の第２縦長部分が遠位端面の第３縦長部分に係合している状態で係合させ、近位端面の第１縦長部分及び遠位端面の第４縦長部分が、半径方向にはみ出して反対方向に延出する。機械駆動部は、駆動リボンに操作可能に結合され、かつ駆動リボンを駆動軸周りで選択的に回転させ、駆動リボンが第１方向に回転すると駆動リボンが延伸し、駆動リボンが反対の第２方向に回転すると駆動リボンが後退する。推進部材は、支持構造と駆動リボンとの間に操作可能に配置される。推進部材は、近位端部の第１縦長部分に係合させる。支持部材は、駆動リボン上に駆動リボンの遠位端に近接して支持される。支持部材は、駆動リボンを延伸させるときに軸方向力を駆動リボンに伝達するように適合される。
【0019】
幾つかの実施形態では、遠位端面の第４縦長部分は、半径方向外向きに突出し、近位端面の第１縦長部分は、半径方向内向きに突出する。
【0020】
幾つかの実施形態では、推進部材は、近位表面の第１縦長部分に係合可能な螺旋ネジを含む。このような実施形態では、螺旋ネジは、駆動軸周りで３６０度超の角度に亘って延びることができる。
【0021】
推進部材が螺旋ネジを有する実施形態では、デバイスは、遠位端面の第４縦長部分が半径方向外向きに突出し、近位端面の第１縦長部分が半径方向内向きに突出するように構成することができ、送達デバイスは更に、駆動リボンを取り囲むリボン支持部材を含み、リボン支持部材は、遠位端面の第４縦長部分に係合可能な第２螺旋ネジを画定する。
【0022】
第２螺旋ネジを有するこのような実施形態では、推進部材の螺旋ネジは、駆動軸周りで３６０度超の角度に亘って延びることができる。更に他の実施形態では、第２螺旋ネジは、リボン支持部材が駆動リボンを推進部材に近接して取り囲む状態で、駆動軸周りで３６０度超の角度に亘って延びることができる。
【0023】
幾つかの実施形態では、駆動リボンを展開して平面内に配置する場合、駆動リボンは弓形を画成する。このような実施形態では、リボンは、駆動リボンが展開されて平面内に配置されると、近位端部が、遠位端部の半径方向内側に配置され、駆動リボンが螺旋を画成すると、遠位端面の第４縦長部分が半径方向外向きに突出し、近位端面の第１縦長部分が半径方向内向きに突出するように構成することができる。
【0024】
幾つかの実施形態では、近位端部及び遠位端部の一方の端部は、複数のペグを画定し、近位端部及び遠位端部の他方の端部は、複数の孔を画定し、螺旋を画成する駆動リボンの延伸部分では、リボンの近位端部が遠位端部の隣接部分に係合する際に、ペグが孔に係合する。
【0025】
ペグ及び孔を有する実施形態では、駆動リボンは、機械駆動部に係合可能な複数のギア歯を規定することができるので、機械駆動部は、駆動リボンに係合して、回転力を複数のギア歯を介して伝達することにより駆動リボンを回転させることができる。例えば、機械駆動部は、複数のギア歯に係合可能なウォームギアを含むことができる。
【0026】
リボンがペグ、孔、及びギア歯を含む実施形態では、駆動リボンは、第１及び第２主面を駆動リボンの両側の面に画定し、複数のペグ、複数の孔、及びギア歯が全て、駆動リボンの第１主面に現われるので、複数のペグ、複数の孔、及びギア歯は、第１主面の側から機械加工されるように適合され、第２主面は平坦面を画定する。このような実施形態では、駆動リボンは、一体部材型の単体リボンとすることができ、駆動リボンを少なくとも部分的に延伸させるときに支持部材と推進部材との間で伝達される全軸方向力は、一体部材型の単体リボンにより伝達され、第１及び第２主面の最外周部は、互いに平行な平面を画定し、第１及び第２主面により画定される平面間の距離は、駆動リボンの最大厚さを規定する。
【0027】
幾つかの実施形態では、送達デバイスは更に、駆動リボンの後退部分がボビンに収納されている状態で推進部材に対して回転可能なボビンを含むことができる。
【0028】
送達デバイスの幾つかの異なる特徴が本明細書において開示され、これらの特徴を様々な異なる構成で組み合わせることができることに留意されたい。このような特徴の幾つかの異なる組み合わせが、本明細書において記載されるが、この技術分野の当業者であれば、本明細書において明示的には記載されていない別のこのような組み合わせも可能であり、本開示により可能となり、本出願の範囲に包含されることを理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0029】
本発明の上記特徴及び他の特徴、並びにこれらの特徴を実現する方法は、本発明の所定の実施形態に関する以下の説明を、添付の図面と併せて参照することにより一層明らかになり、本発明自体がより深く理解されることになる。
【0030】
【図1A】送達デバイスの第１の実施形態の側面図である。
【図1B】第１の実施形態の端面図である。
【図1C】第１の実施形態の別の端面図である。
【図1D】キャップを取り外し、針アセンブリを取り付けた状態の第１の実施形態の側面図である。
【図1F】第１の実施形態の斜視図である。
【図2A】先行技術による送達デバイスの側面図である。
【図2B】先行技術によるデバイスの端面図である。
【図2C】先行技術によるデバイスの別の端面図である。
【図2D】キャップを取り外し、針アセンブリを取り付けた状態の先行技術によるデバイスの側面図である。
【図2F】先行技術によるデバイスの斜視図である。
【図3A】送達デバイスの第２の実施形態の側面図である。
【図3B】第２の実施形態の端面図である。
【図3C】第２の実施形態の別の端面図である。
【図3D】キャップを取り外し、針アセンブリを取り付けた状態の第２の実施形態の側面図である。
【図3F】第２の実施形態の斜視図である。
【図4】駆動アセンブリの部分模式斜視図である。
【図5】駆動リボンの部分斜視図である。
【図6】駆動リボンの別の斜視図である。
【図7】駆動リボンの別の部分斜視図である。
【図8】駆動リボンの部分細部斜視図である。
【図9】駆動リボンの別の部分細部斜視図である。
【図10】駆動リボンの別の部分細部斜視図である。
【図11】駆動リボンの延伸部分を示す模式斜視図である。
【図12】リボン推進部材の斜視図である。
【図13】駆動リボンの周りのリボン支持アセンブリを示す模式斜視図である。
【図14】駆動リボンに係合する機械駆動アセンブリを示す模式斜視図である。
【図15】別の機械駆動アセンブリの模式斜視図である。
【図16】駆動リボン及び収納ボビンの模式斜視図である。
【図17】第１の実施形態の模式図である。
【図18】駆動アセンブリ及び薬剤容器を示す部分斜視図である。
【図19】駆動アセンブリ及び薬剤容器を示す別の部分斜視図である。
【図20】駆動アセンブリの部分斜視図である。
【図21】別の実施形態の側面図である。
【図30】ハウジングを取り外した状態の別の実施形態の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0031】
小型薬剤送達デバイス２０の第１の実施形態が図１Ａ～図１Ｆに図示されているのに対し、小型薬剤送達デバイス２０Ａの第２の実施形態は図３Ａ～図３Ｆに図示されている。先行技術による１つの従来の薬剤送達デバイス２１が図２Ａ～図２Ｆに図示されている。図２Ａ～図２Ｆに図示されているデバイス２１は、インディアナ州インディアナポリスに本社を構えるＥｌｉ Ｌｉｌｌｙ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているＫｗｉｋｐｅｎ注射器であり、約１４５ｍｍの長さを有する。図１Ａ、図２Ａ、及び図３Ａを比較して分かるように、小型薬剤送達デバイス２０，２０Ａは、従来のデバイス２１よりも長さがかなり短い。しかしながら、従来のデバイス２１は、図１Ｂ、図１Ｃ、図２Ｂ、図２Ｃ、図３Ｂ、及び図３Ｃを参照して分かるように、小型デバイス２０，２０Ａよりも細い。
【0032】
薬剤送達デバイス２０は薬剤容器２２を収容する。図１７に模式的に図示されているように、薬剤容器２２は薬剤２５、例えばインスリンを容器本体の円筒胴部の内部に保持する容器本体２４を含む。ピストン２６は、本体２４内に配置され、ピストン２６が容器本体２４内を前進すると、薬剤２５が出口２８から排出される。図示の実施形態では、出口２８は、容器の隔膜を貫通する一方の端部と、患者の体内に挿入して薬剤２５を注射することができる反対側端部と、を有する注射針である。
【0033】
デバイス２０は更に、薬剤容器２２を支持するように適合される支持構造３０を含む。支持構造３０は、図示の実施形態におけるデバイスハウジングとしても機能し、本明細書においてはハウジングとも表記される。ハウジング３０はまた、ピストン２６を前進させる駆動アセンブリ３２を支持し、人間の手で把持されるように適合される。デバイス２０及びデバイス２０Ａは、略同様であるが、デバイス２０Ａのハウジング３０Ａがハウジング３０よりも若干大きくなっているので異なるハウジングを有する。
【0034】
両方のハウジング３０，３０Ａが取り外し可能なキャップ３１、３１Ａを含み、これらのキャップは、ハウジング３０，３０Ａに解放可能に固定することができ、出口／針２８を、デバイスが使用されていないときに覆っている。図１Ｄ及び図３Ｄが、キャップ３０、３０Ａを取り外した状態のデバイス２０、２０Ａを示しているのに対し、図１Ａ及び図３Ａは、キャップ３１、３１Ａをハウジング３０，３０Ａに取り付けた状態を示している。図１Ｄ及び図３Ｄから分かるように、キャップ３０、３０Ａを使用して標準針を被覆し、標準針も取り外し可能な円筒内側針シールド２９を有する。
【0035】
図３Ａ及び図３Ｄを参照して分かるように、キャップ３１Ａを取り外すと、容器本体２４の縦長部分のほぼ全体が剥き出しになる。一般に、容器本体２４は、ガラスまたは他の透明材料により形成される。容器本体２４のこの長さ部分を剥き出しにすることにより、使用者は、カートリッジ本体２４内に残留する薬剤２５の量を眼で確認することができる。これとは異なり、ハウジング３０は、出口２８近傍の薬剤容器２２の端部しか剥き出しにしないので、ハウジング３０の開口スロット４２を提供して、使用者が、容器本体２４に残留する薬剤２５の量を眼で確認することができるようにしている。開口スロット４２を使用するのではなく、透明材料を使用して窓を形成してこのような目視確認を可能にする。
【0036】
ハウジング３０は、投与量の設定を制御する制御ノブ４４と、注射を開始するボタン４５と、ハウジング３０の端部に位置する電子ディスプレイ４６と、を含む。例えば、ノブ４４を回転させて注射量を設定することができ、中心ボタン４５を押下して、注射作業を開始することができる。ハウジング３０Ａは操作部４４Ａ及び電子ディスプレイ４６Ａをハウジング３０Ａの側面に含む。操作部４４Ａを使用して注射量を設定するのに対し、ハウジング３０Ａの端部に位置する制御ボタン４５Ａを使用して注射手順を開始する。図示の実施形態は、ハウジングの端部に位置するアクチュエータを有することにより注射を開始しているが、このような機能部に対応するハウジングの他の箇所を用いてもよい。例えば、ハウジング本体を従来のペンよりも太くすることにより、幾人かの人間は、デバイスを異なる態様で把持することができ、注射手順を開始するアクチュエータは別の構成として、ハウジングの側面に配備するようにしてもよい。また、患者の握りかたは、患者の体のいずれの部位に注射が行なわれるかによって異なり、幾つかの実施形態では、複数のアクチュエータをハウジングに含めて、様々な握りかたを容易にすることも望ましい。
【0037】
薬剤容器２２は、少なくとも３ｍＬの貯留容積を有し、従来の薬剤カートリッジの形態で図示されている。支持構造３０は、１１０ｍｍ以下の軸方向長を規定する、または１００ｍｍ以下の軸方向長を規定することもできる。支持構造３０、３０Ａの軸方向長は、図１Ａ及び図３Ａのそれぞれにおける参照番号４８，４８Ａにより指示される。図１Ａ及び図３Ａから明らかに分かることであるが、本明細書において表記される支持構造の軸方向長とは、取り外し可能なキャップを含んでいる。図示の実施形態では、キャップ付き軸方向長４８，４８Ａは、共に１０５ｍｍである。図示の実施形態では、デバイス２０、２０Ａの軸方向長４８，４８Ａは、容器２２の軸方向長４９（針２８を含まない）の２倍未満である。インスリンに使用される標準的な３ｍＬ薬剤カートリッジは、６４ｍｍの軸方向長、及び約４３ｍｍのプランジャー移動距離を有する。
【0038】
デバイス２０，２０Ａが、比較的短い軸方向長４８，４８Ａを有することができるのは、駆動リボン４０を有する駆動アセンブリ３２を使用するからである。図１７は、デバイス２０の概略模式図を提供して、容器２２が支持構造３０内に、駆動アセンブリ３２に対して配置される過程を示している。駆動アセンブリ３２は、駆動リボン４０に結合される機械駆動部３８を含む。駆動リボン４０は、後退構成と延伸構成との間で徐々に移行することができる。薬剤容器２２をデバイス２０内に取り付けた状態では、駆動リボンが後退構成から延伸構成に移行すると、駆動リボン４０が延伸してピストン２６が前進し、その結果、薬剤が出口２８から放出されるようになる。
【0039】
駆動リボン４０を機械駆動部３８により選択的に回転させると、駆動リボン４０が後退するか、または延伸するようになる。図示の実施形態では、機械駆動部３８は、ＤＣ電動モータ３４と、モータ３４に給電するバッテリ３６、例えば１個のＡＡＡバッテリ、または充電式リチウムイオン電池と、を含む。別の機構は、外部電源、または別の形態のトルク電源を用いることができる。例えば、トルクバネまたは他の機構は、手で引っ張ることができ、このような引張力を選択的に解除して駆動アセンブリ３２の動作を駆動するために必要な回転力を供給する。
【0040】
機械駆動部３８は駆動リボンに選択的に結合されてリボン４０を駆動軸５０周りで、いずれの回転方向にも回転させる。第１回転方向では、駆動リボン４０に指示して軸方向に延伸させ、反対の第２回転方向では、駆動リボン４０の後退を指示する。駆動リボン４０が回転すると、リボンが渦巻構成と螺旋構成との間で変化する。駆動リボン４０が限界まで延伸すると、駆動リボン４０の全てではないが、大半が螺旋構成になる。駆動リボン４０が限界まで後退すると、駆動リボン４０の全てではないが、大半が渦巻構成になる。殆どの軸方向位置において、駆動リボン４０の延伸部分５２が螺旋を画成するのに対し、駆動リボン４０の後退部分５４は渦巻を画成することになる。駆動リボン４０が回転すると、リボンが２つの形状の間で徐々に変化するようになる。
【0041】
図５～図１１は、駆動リボン４０の細部図を示している。図６は、リボン４０が部分的に延伸している形状になっているリボン４０を示している。図６では、後退部分５４が渦巻を画いているのに対し、延伸部分５２は螺旋を画いている。後退部分５４では、渦巻部分の各渦巻部分に対応するリボン４０の遠位端部５６の軸方向端面は、共通平面１１０内にあり、同様に、渦巻部分の各渦巻部分の近位端部５８の軸方向端面もまた、共通平面１１２内にある。この渦巻機構により、リボン４０の後退部分５４を、リボン４０の幅に略等しい最小限の軸方向空間に収納することができる。駆動リボン４０の延伸部分５２では、近位端部５６は、遠位端部５８の隣接部分に直接当接係合する。
【0042】
図６及び図１１が、端面が係合している螺旋延伸部分５２を示しているのに対し、図５及び図７は、駆動リボン４０の分解図を示していることに留意されたい。図５及び図７は、リボン４０の細部を説明して図示するために提示されている。使用状態では、駆動リボン４０は、図５及び図７に示す分解形状とはならない。
【0043】
リボン４０の近位端部５８及び遠位端部５６の一方の端部が、半径方向に突出する段差部６０を画定して、近位端部５８及び遠位端部５６の他方の端部に直接当接係合する。図８から分かるように、図示の実施形態では、半径方向に突出する段差部６０を含み、かつ図示の段差部６０が半径方向内向きに延出するのが遠位端部５６である。段差部６０は、軸５０と略直交する軸方向対向面６２を含み、軸方向対向面６２は、対向する近位端面５８に係合して、軸方向圧縮力を伝達することができる。リボン４０は更に、回転力の伝達を可能にする。リボン４０の近位端部５８及び遠位端部５６の一方の端部が複数の突出部６４を画定し、近位端部５８及び遠位端部５６の他方の端部が、複数の係合凹部６６を画定する。突出部６４を凹部６６に相互に嵌合させることにより回転力を伝達して、近位端部５８及び遠位端部５６のインターロック状態を、リボン４０を回転させているときに保ち易くする。図８及び図９から分かるように、図示の実施形態では、複数の凹部６６を画定するのが遠位端部５６であり、複数の突出部６４を画定するのが近位端部５８である。凹部６６の側壁面６８が突出部６４の側壁面７０に係合することにより、回転力の伝達を可能にしていることに注目されたい。側壁面６８及び７０は共に、軸５０に対して略半径方向に設定される向きを有する平坦面を画定する。半径方向に向いたこの係合側壁面は、連結部に沿ったせん断力に耐える、従って延伸リボン４０により形成される柱状体内の捻じれに耐えることができる。係合している突出部６４及び凹部６６の様々な他の機構及び形状を使用することができる。例えば、凹部６６は、リボン４０の全厚を貫通して延在する開口部を形成することができる。係合端面により形成される連結部に沿ったせん断力に耐える結果として、結果的に得られる柱状体が、捻じれ荷重を支持して、一方の端部が反対側の端部に対して回転するのを防止することができる。柱状体は、リボン４０の延伸部分５２により形成される柱状体の捻じれに耐え、繰り出しに耐えることもできる。
【0044】
遠位端部５６及び近位端部５８は更に、半径方向に延出するフランジ７２，７４をそれぞれ含む。遠位端部５６のフランジ７２が、半径方向内向きに延出しているのに対し、近位端部５８のフランジ７４は、半径方向外向きに延出している。遠位端部５６及び近位端部５８を係合させると、半径方向外向きに延出するフランジ７４は、段差部６０及びフランジ７２により画定される溝７６内に着座する。フランジ７２，７４が係合すると、軸方向に作用する引張力に耐えることができ、軸方向に作用する引張力を受ける場合に、係合している遠位端部５６及び近位端部５８が軸方向に分離するのを防止することができる。
【0045】
展開されると、リボン４０は、螺旋に形成されて高剛性の係止円柱状体を形成する。上に説明したように、遠位端部５６及び近位端部５８を係止させることにより、柱状体に軸方向剛性及び捻じれ剛性、並びに軸方向強度、及び捻じれ強度を付与することができる。リボン端部５６，５８は互いに、取り外し可能に、かつ再取り付け可能に機械的に係合する。以下に説明する展開過程が継続的に行なわれるので、スムーズかつ正確な注射作業が可能になる。
【0046】
リボン４０の延伸部分５２により形成される柱状体は、連続管構造として機能し、薬剤を容器２２から排出するために必要な力に対応する軸方向圧縮荷重を主として支持することになる。柱状体は更に、リボン４０が延伸して後退するときのリボン４０の回転により発生する所定の捻じれ荷重を支持することになる。軸方向の引張荷重は普通、リボン４０には加わらないが、相互接続フランジ７２，７４を使用することにより、軸方向の引張荷重に耐えることができるのでリボン４０の係合端面が使用中に軸方向に分離するのを防止することができ、リボン４０の信頼性を高めることができる。
【0047】
駆動リボン４０は更に、複数のギア歯７６を規定し、これらのギア歯は、機械駆動部３８に係合可能であるので、機械駆動部３８は駆動リボン４０を、回転力を複数のギア歯７６を介して伝達することにより回転させることができる。図８及び図９から分かるように、ギア歯７６は、リボン４０の半径方向内向き面に配置される。ギア歯７６は、リボン４０の内側面に配置されるが、別の機構は、リボン４０の半径方向外側表面にあるギア歯を利用するようにしてもよい。図１０は、リボン４０の外側表面にある一連のギア歯７８を示しており、これらのギア歯は、一連の凹部により形成される。内側ギア歯７６または外側ギア歯７８のいずれを使用してもリボン４０を回転させることができる。更に他の変形例も可能であり、例えばギア歯は、リボン４０の近位端面に用いることができる、または内側ギア歯及び外側ギア歯の両方を同じリボンに用いることができる。機械駆動部３８によるリボン４０の係合及び回転について以下に更に詳細に説明する。
【0048】
駆動リボン４０の図示の実施形態は可撓性ポリマーリボンを利用し、可撓性ポリマーリボンを機械加工して、リボンの様々な形状部を規定している。ナイロン、ポリプロピレン、及び高密度ポリエチレンが、適切なポリマー材料の例であり、ポリマー材料を使用してリボン４０を形成することができる。図示の実施形態は機械加工されるが、別の実施形態は成形プロセスを使用して、リボンの端面形状部の全てを備えるポリマーリボン４０を形成することができる。リボンをフラット機構で成形し、次にリボンをロール成形して渦巻構成にすることが、リボン４０を形成する最も効率的な製造方法であると考えられる。
【0049】
他の材料を使用してリボン４０を形成してもよい。例えば、金属薄帯を使用してリボン４０を形成することができる。フォトエッチング法、レーザエッチング法、または他の適切な微細加工法を使用して、リボン４０の個々の形状部を形成することができる。別の構成として、金属リボンは、単一の金属帯を使用するのではなく、２つの半厚層を拡散接合することにより形成することができる。
【0050】
更に他のリボン形態は、外側被覆金属帯の形態を採ることができる。金属帯に遠位端面形状部を設け、リボンの外側被覆プラスチック部分が、近位端面形状部を形成する。この手法では、金属の所望の剛性、弾性、及び耐クリープ性を、微小形状部を成形プラスチックで形成する際の低摩擦性及び製造容易性と組み合わせる。リボン４０の全ての実施形態について、リボン４０に可撓性を持たせることによりリボン４０を延伸させて後退させることができ、同時に発生する弾性ひずみを、永久変形することなく受けることができることが望ましい。
【0051】
リボン４０の遠位端から軸方向力がピストン２６に作用する必要がある。このような力の伝達を可能にするために、支持部材８０を駆動リボン４０上に、駆動リボン４０の遠位端８１に近接して支持し、軸方向力がピストン２６に作用するように適合される。リボン４０により形成される柱状体は、柱状体が延伸すると回転するが、容器２２のピストン２６は回転しない。回転軸受８２をリボン４０の遠位端８１に設けて相対回転運動を吸収し、駆動リボン４０とピストン２６との間の駆動軸５０周りの相対回転移動を可能とする。図示の実施形態では、回転軸受８２は、支持部材８０に位置する宝石軸受である。図示の実施形態では、支持部材８０は、駆動リボン４０の一体部品として図示されているが、これらの２つの部品は、適切な連結部材を部品間に挟んだ状態の別体の部品とすることもできる。図１０から分かるように、伝達部材８４は、ピストン２６または他の中間部品に作用し、宝石軸受８２内で回転する突出部材８６を含む。伝達部材８４は、ピストン２６を押圧して前進させ、ピストン４０が前進するときにピストン２６に対して回転しない。リボン４０が前進し、リボン４０がピストン２６に対して回転すると、突出部材８６が回転軸受８２内で回転する。荷重は殆どが軸方向荷重であり、摩擦損失を最小限に抑えることが望ましいので、この位置の回転連結部材は低摩擦宝石軸受としてもよいが、リボン４０及びピストン２６の相対回転を可能にする他の機構を使用してもよい。
【0052】
推進部材８８（図１２）は、支持構造３０と駆動リボン４０との間に操作可能に配置される。推進部材８８は、リボン４０の近位端面５８の一部に、駆動リボン４０が少なくとも部分的に延伸すると係合する。更に詳細には、推進部材８８はリボン４０に、リボン４０が渦巻構成と螺旋構成との間で移行し、更にリボン４０に作用する軸方向圧縮力を支える場合に係合する。図示の実施形態では、駆動リボン４０は、一体部材型の単体リボンであり、駆動リボン４０が少なくとも部分的に延伸する場合に支持部材８０と推進部材８８との間で伝達される全軸方向力は、一体部材型の単体リボン４０により伝達される。ピストン２６に押圧当接することにより発生する軸方向圧縮荷重は、支持構造３０に、傾斜部９０の反対側の推進部材８８の軸方向端部の支持面９１を介して伝達される。この点に関して、リボン４０に作用する軸方向圧縮力の所定部分が容器２２内の薬剤に作用して、薬剤が出口２８から排出されるようになることに留意されたい。
【0053】
また、伝達部材８４からピストン２６に作用する軸方向力は、支持構造３０に薬剤容器２２を介して少なくとも部分的に伝達され、伝達されない場合には、リボン４０が延伸したときに、容器２２が単に、リボン４０と一体となって軸方向に移動することになることに留意されたい。容器２２がデバイス２０，２０Ａ内に、支持構造３０内の摩擦嵌めによって保持される場合、この摩擦嵌めは、容器を所定位置に保持して、容器に作用する軸方向圧縮力を吸収するために十分である。別の構成として、構造保持具を使用して、容器２２を支持構造３０内に保持することができる。図１８は、容器２２の肩面１２８に、保持具を支持面１３０と一体となって摺動させて肩部１２８に係合させることにより係合させることができる過程を模式的に示している。圧縮力は、肩部１２８から表面１３０に伝達されるので、支持構造３０の一部である保持具に伝達される。
【0054】
推進部材８８は、ハウジング３０に対して回転可能に固定され、リボン４０の近位端面５８に係合する螺旋傾斜部９０を画定する。軸方向圧縮力は、リボン４０と推進部材８８との間の螺旋傾斜部９０の位置に伝達される。螺旋傾斜部９０は更に、リボン４０の移行を、リボンの渦巻構成と螺旋構成との間で誘導する。
【0055】
駆動リボンを第１方向に回転させて、傾斜部９０に係合する近位端面５８が上方の遠位方向に摺動している場合、螺旋傾斜部９０に係合するリボン４０の移行部分５３は、傾斜部９０により案内されて螺旋機構によって移動し、後退（渦巻）形状５４から延伸（螺旋）形状５２に移行する。同様に、リボン４０を反対の第２方向に回転させる場合、螺旋傾斜部９０に係合しているリボン４０の移行部分５３は、傾斜部９０上を下方に摺動して、延伸（螺旋）形状５２から後退（渦巻）形状５４に移行する。
【0056】
近位端部５８と傾斜部９０との間の接触面積が小さく限定されているので、摺動移動に逆らう摩擦が比較的小さい。傾斜部９０に沿った摺動に逆らう摩擦抵抗を更に小さく抑えるために、推進部材８８は、アセタールのような潤滑性ポリマー材料により形成することができる。近位端部５８は、連続表面を形成することができ、近位端部５８のうち、傾斜部９０に係合する部分の凹部または途切れ部を回避して、不規則表面を発生させる可能性がある抵抗の増加、及びより大きな摩耗を回避することができる。
【0057】
別の推進支持面を使用してもよい。例えば、摺動面を使用するのではなく、小型ローラを螺旋パターンに、推進部材の外周に沿って配置することができる。リボン４０を使用して薬剤を注射する場合に普通予測される規模が小さく、力が小さいので、より大きな製造上の困難、及びこのようなローラが必要とする費用は一般的に正当化されない。
【0058】
軸方向に延在する壁９２は、螺旋傾斜部９０の半径方向内側端面に位置し、遠位方向に延在する。壁９２は、近位端部５８が、リボン支持部材１００により半径方向内向きに付勢されて傾斜部９０との係合が解除されるのを防止する。リボン支持部材１００は、推進部材８８を取り囲み、半径方向内向き支持力を駆動リボン４０に、螺旋傾斜部９０に近接して作用させる。リボン支持部材１００は、推進部材８８を取り囲むスリーブ１０２と、スリーブ１０２内に取り付けられる複数のローラ９４と、を含む。ローラ９４は駆動リボン４０に係合可能であり、半径方向内向き力を作用させて、駆動リボン４０を回転させているときに駆動リボン４０を螺旋傾斜部９０に付勢する。ローラ９４は円筒ディスク９６を含み、円筒ディスク９６は、リボン４０及びアクスルスタブ９８に係合し、これらのアクスルスタブ９８は、ディスク９６の両側面から延出し、ディスク９６は、スリーブ１０２の内側表面に回転可能に取り付けられる。
【0059】
リボン４０は、螺旋傾斜部９０上に、リボン４０の後退部分５４から給送され、リボン４０は、図１６から分かるように、ボビン１０４内に渦巻構成で収納される。リボン４０の近位端１０６はボビン１０４に固定され、リボン４０を回転させると、ボビン１０４がリボン４０と一体になって回転する。図示の実施形態では、ボビン１０４は、円筒収納ボビンであり、推進部材８８に回転可能に取り付けられる。図示の実施形態では、ボビン１０４は、軸方向延在スロット１０８を含み、延在スロット１０８内に、リボン４０の近位端１０６が固定される。様々な他の方法を使用して、近位端１０６をボビン１０４に固定するようにしてもよい。リボン４０及びボビン１０６は共に、軸５０周りで回転する。
【0060】
図１６から分かるように、駆動リボン４０の後退部分５４がボビン１０４内に配置される場合、駆動リボン４０の遠位端部５６の軸方向端面は、駆動軸５０と直交する方向に向いた第１平面１１０内にあり、駆動リボン４０の近位端部５８の軸方向端面は、駆動軸５０と直交する方向に向いた第２平面１１２内にある。この渦巻構成により、リボン４０を最小限の大きさの空間に収納することができ、この渦巻構成は、リボン４０を収納するために必要な収納空間の軸方向長を短くするために特に有用である。平面１１０と平面１１２との間の距離は、リボン４０の幅に等しい、すなわちリボン４０の遠位端部５６と近位端部５８により規定される両側の軸方向端面の間の最短距離に等しい。
【0061】
図１６から更に分かるように、駆動リボン４０の後退部分５４を収納ボビン１０４に、ボビン１０４内の半径方向最外周位置から、収納リボン４０の最内周部分に向かって内向きに充填して行き、螺旋傾斜部９０の半径よりも大きい半径を規定する。これにより、リボン４０が後退部分５４の収納渦巻構成から延伸部分５２の延伸螺旋構成に移行するのが、リボン４０がリボン支持部材１００に係合することにより容易になる。
【0062】
リボン４０が、ボビン１０４の内径よりも大きい半径を有する巻回形状を自然に採るようになって、リボン４０が拡開してボビン１０４の内側表面に、リボンがボビンに収納されるときに当接するようにすることが望ましい。幾つかの種類のプラスチック材料は、クリープ変形して当該材料の収納寸法を採る傾向がある。金属リボンまたは被覆金属リボンの使用により、リボンを拡開してボビン１０４の半径方向最外周部に充填することができないリスクを最小限に抑えることができる。
【0063】
図示の実施形態は、リボン４０を収納する円筒収納ボビン１０４を利用しているが、別の実施形態も可能である。例えば、ハウジング３０内の複数の当接部材が、幾つかの実施形態の場合に十分である、またはリボン４０が適切な物理特性を有する場合、リボンは、リボンの隣接巻回部分から係合解除されると、渦巻構成を自然に採ることができるので、収納ボビンの使用を回避することができる。
【0064】
収納ボビン１０４のサイズは、リボン４０が限界まで後退するときに十分となるように選択される。限界まで後退すると、リボン４０は、リボン４０の螺旋延伸部分５２の半径に対応する傾斜部９０の半径よりも大きい最小半径を有するようになる。リボン４０が、収納リボン４０を収納ボビン１０４から螺旋傾斜部９０に給送する方向に回転すると、更に別の各巻回リボンが収納渦巻の内部から、延伸部分５２により形成される柱状体に移行する。リボン４０の移行部分５３は、リボンがボビン１０４内のリボンの収納形状から傾斜部９０に移動して、リボンが、延伸部分５２により形成される螺旋柱状体に、リボン４０が延伸部分５２の螺旋柱状体に連結される箇所で接するようになると、半径方向に小さくなる。リボンを半径方向内向きにこの螺旋経路に沿って移動させると、リボン４０の移行部分５３の遠位端部５６に沿った形状部が、リボン４０の延伸部分５２の最下層の巻回部分の近位端部５８の形状部に係合する。
【0065】
周方向着座部及びリボン端面の係合が行なわれる位置はデバイス内で固定されたままであり、推進部材８８に対して固定される。この係合位置から遠い方で、リボンが螺旋柱状体となって延伸部分５２を形成し；この係合位置から近い方で、リボンが螺旋から渦巻に移行する（移行部分５３）ことにより弛緩して、収納ボビン１０４内に収納される渦巻機構（後退部分５４）となる。
【0066】
係合位置から遠い方の巻回リボン４０の全ては、すなわちリボン４０の延伸部分５２は、これらの巻回リボンの下方の近い方のリボンコイルを介して互いに係合する状態が保たれる。係合位置では、係合対象のリボンコイルの近位端面は未係合状態のままであり、リボン支持部材１００により半径方向内向きに付勢されるので、係合対象のリボンコイルが半径方向外向きに拡開することがなく、係合不能状態とならずに済む。同時に、リボン４０は、軸５０を取り囲む位置に保持される必要がある。これらの作業は、螺旋１巻回リボン４０をほぼ取り囲む外周支持部材１００により行なわれる。この固定支持部材１００に対して、リボン４０が当該リボンの螺旋経路に沿って前進する（または、後退する）と、リボン４０が回転するとともに並進移動する。
【0067】
上に説明したように、図示の実施形態は、複数のローラ９４を含むリボン支持部材１００を利用する。この機構では、ローラ群９４の各ローラは、リボン４０により画定され、かつ螺旋角度で傾斜する円筒体に接する。ローラ群９４は、リボン４０により画定される円筒体に沿って摺動するのではなく、転動する。この位置のローラ群９４は、係合リボン端面の螺旋構造全体が半径方向及び軸方向に同時に支持される状態を保ちながら、リボン端部５６，５８の係合を確立し、次に維持する。開示されるローラ群９４は効果的であるが、より簡単で、より高いコスト効率で製造することができる別の機構が、幾つかの用途に適している。例えば、従来のボールベアリングと同様に、溝内に配置される微小ボールベアリング、またはボールスクリューに含まれるボールベアリングが、幾つかの用途に適している。潤滑性ポリマー材料により形成される簡易ブッシングも、幾つかの用途に適している。
【0068】
図４は、駆動アセンブリ３２の部分透明図を示しており、別の駆動アセンブリの図が、図１４及び図１５に図示されている。図示の実施形態では、駆動アセンブリ３２は、バッテリ駆動電動モータ３４と、機械駆動部３８と、を含む。機械駆動部３８は、モータ３４により駆動されるモータシャフト１１４を含み、モータ３４により発生する回転力を伝達するギア機構１１６を含む。回転力をモータ３４からリボン４０に伝達することにより、リボン４０は機械作業を行なうことができる、すなわちリボン４０を強制的に回転させて前進させることにより、ピストン２６を前進させることができる、または反対方向に回転すると、リボン４０を後退させ、リボンを巻き取ってボビン１０４内の渦巻とすることができる。
【0069】
小型電動モータ３４は、動力を供給してリボン４０の延伸及び後退を操作する。通常、このサイズのモータは、ギア減速機を利用する。モータシャフト角度検出を利用して、リボン４０の前進を、従って投与量を制御することができる。
【0070】
図１４及び図１５は、２つの異なる機構を示しており、これらの機構により、回転力をモータ３４からリボン４０に伝達することができる。様々な他のトルク伝達機構及び図示の機構の変形例を駆動リボン４０に用いてもよい。
【0071】
図１４の実施形態では、リボン４０は、ギア歯７６をリボン４０の内側表面に含む。ギア歯７６に噛合するギア歯１２６を有するギア部材１２４を使用してリボン４０を回転させる。ギア部材１２４は、推進部材８８内の開口部９３から延出するシャフト（図示せず）を含む。シャフトは、伝達ギア部材に噛合する別のギア機構を含み、伝達ギア部材もまた、モータシャフト１１４上のギア機構１１６に噛合するので、モータ３４の回転力がリボン４０に伝達される。
【0072】
図１４に示す内部ギア駆動機構では、リボン４０の内壁にある歯７６は、延伸部分５２により形成される螺旋柱状体の内部のギアに噛合する。ギア１２４が回転すると、当該ギアによりリボン４０が回転するようになって延伸するか、または後退する。図示の実施形態では、ギア１２４の回転軸は軸５０に平行であり、平行から若干ずれている。このオフセット機構が、リボン４０の内径よりも小さい外径を有するギア１２４と一体となってギア１２４の位置に作用して、ギア１２４をリボン４０に、ギア１２４の全外周に沿ってではなく、１箇所のみで噛合させることができる。ギア歯ピッチは、従来の噛合を確立するように選択される。直線状歯付きギアの場合、リボン４０の内歯７６は、螺旋角度だけ傾斜して（リボン端面に対して）、正しい噛合を確実に行なう。リボンが回転しているときにリボン４０が延伸している（または、後退している）ので、リボン４０を回転させるときに、ギア歯は互いに一体となって軸方向に摺動する。
【0073】
駆動ギア１２４は更に、螺旋歯を傾斜させて延伸部分５２の螺旋角度に一致させる場合に螺旋歯を有することができる。このような用途では、リボン歯７６をリボン端面と直交させることができる。ギア歯７６とリボン端面５６，５８とがなす他の相対角度も可能である。様々な他の機構も可能であり、例えば別の軸方位が可能である（例えば、ギアは、螺旋に接するように配置することができる）。
【0074】
内部配置ギアの使用が有効となり得る。しかしながら、幾つかの用途の場合、内部配置ギアの使用は、不具合を伴う。例えば、普通、内部ギア１２４を回転させるギアトレインのような幾つかの機械部材は、推進部材８８の軸方向近位端に配置される必要がある。これは、更に別の軸方向長をデバイス全体に付加してしまう。この機構は更に、半径方向に十分高い剛性を有する機械構造がリボン外周支持部材１００を所定位置に保持することを必要とする。
【0075】
図１５は、リボン４０がギア機構７８をリボン４０の外側表面に含む実施形態を示している。この実施形態では、２つの伝達ギア部材１１８が、回転力をモータシャフト１１４からリボン４０に伝達する。更に詳細には、伝達ギア部材群１１８はそれぞれ、シャフト１１４上のギア機構１１６に噛合する第１ギア機構１２０と、リボン４０に噛合するウォームギア１２２と、を含む。
【0076】
図１５に示す外部駆動システムは、リボン４０の外向きスロット７８と咬合するウォームギア１２２を使用する。ウォーム１２２は、リボン４０の延伸部分５２の螺旋角度に一致する螺旋角度を有することにより、リボン４０に開口されたスロット７８をリボン端面と直角に配置することができるように選択することができる。２つのウォームギア１２２が図１５に図示されているが、１個のウォームギア１２２を別の構成として使用することができる。ウォーム（群）が回転すると、これらのウォームがリボンを前進させる、または後退させる。
【0077】
伝達ギア部材１１８のような外部ウォーム駆動部を使用して、伝達ギア部材１１８をリボン４０の側面に配置することができるので、軸方向長がデバイスに追加されることがない。更に、伝達ギア部材１１８がリボン４０に対する半径方向支持を行なうので、伝達ギア部材１１８により、ローラ群９４の個数を減らすことができる。
【0078】
図示の容器２２は取り替え可能なカートリッジである。容器が空になったときに容器２２の簡便な取り替えを容易にするために、カートリッジ保持具を使用することができる。このような保持具は、この技術分野において公知であり、通常、ネジジョイントまたはバイヨネットジョイントを利用するが、他の適切な機械保持具を使用してもよい。
【0079】
容器２２の取り替えに関する別の注意事項は、使用者がリボン４０の延伸部分５２に接触するのを回避することである。延伸部分５２に接触することにより、必ずしも破損が生じる訳ではないが、リボン４０を粗雑に扱うと、リボン４０に対する操作性を損なう可能性があり、例えば延伸部分５２の端部５６，５８の係合が解除されてしまう。様々な手法を使用して、このような接触を阻止する、または防止することができる。例えば、延伸部分５２の全長部分が、容器２２を取り出したときに剥き出しになる場合、機械係止機構を設けてリボン４０を、容器２２を取り出す前に後退させることができるようにする。容器２２の遠位端だけが剥き出しになって、延伸部分５２に接触しないように延伸部分５２がハウジング３０により遮蔽される場合、容器２２の取り出しが検出されると、電動係止機構がリボン４０の後退を指示することができる。
【0080】
本明細書において説明される図示の実施形態は、取り替え可能な容器２２を利用して、デバイス２０及び２０Ａ～２０Ｃの再使用を可能にしているが、別の実施形態は、使い捨てプレフィルドデバイスの形態を採ることができる、または廃棄されて取り替えられるのではなく、詰め替えられる薬剤容器を使用することができる。
【0081】
別の形態のデバイス２０Ｂが図２１～図２９に図示されている。デバイス２０Ｂは、デバイス２０、２０Ａと略同様であるが、幾つかの変更が加えられる。図２１に示すデバイス２０Ｂの全長は、１１０ｍｍ未満である。デバイス２０Ｂは、薬剤を、針２８を有する容器２２から投薬する。取り外し可能なキャップ３１Ｂは、デバイス２０Ｂが使用状態ではなく、内側針シールド２９の使用を可能にする十分なスペースを有する場合に針２８を被覆する。支持構造３０Ｂは、駆動アセンブリ３２Ｂを収容するハウジングとなる。カートリッジスリーブ１４０は、容器２２を収容し、開口部１４２を有し、開口部１４２から針２８を延出させることができる。カートリッジスリーブ１４０は、図３３から最も良く分かり、ネジ切り部１４４を開口部１４２に隣接して含む。固定用キャップ１４６がネジ切り部１４４に係合し、固定用キャップ１４６を使用して針２８をカートリッジスリーブ１４０に固定する。一連の後部ネジ１４８でカートリッジスリーブ１４０をデバイスに固定する。図示の実施形態では、後部ネジ１４８は、リボン支持部材の延伸部分上の対応するネジに係合する。図示のカートリッジスリーブ１４０は更に、軸方向に延在する開口部１５０を含み、開口部１５０は、窓として機能して使用者が容器２２を眺めることができるので容器内に残留する薬剤の量を、容器２２を取り外す必要なく眼で確認することができる。カートリッジスリーブ１４０は更に、表面１３０と同じ機能を果たす支持面となり、支持面は、容器２２の徐々に幅狭になる部分に接触する内側肩部により形成することができる。容器２２をデバイス内に固定する様々な他の手段を別の構成として使用してもよい。
【0082】
図２２は、駆動アセンブリ３２Ｂの主要構成要素を示している。駆動アセンブリ３２Ｂは、出力シャフト１１４Ｂを有するＤＣモータ３４Ｂを含み、出力シャフト１１４Ｂ上に第１ギア１１６Ｂが固定される。ギア部材１１６Ｂは、２つの伝達ギア１１８Ｂ上に位置するギア部材１２０Ｂに噛合する。ギア部材１１６Ｂ、１２０Ｂは、交差軸型インボリュート螺旋ギアである。伝達ギア１１８Ｂ上のウォームギア１２２Ｂは駆動リボン４０Ｂの外周面のギア歯７８Ｂに噛合してリボン４０Ｂを回転可能に駆動する。
【0083】
ウォームギアピッチ、リボン４０Ｂのギアスロット７８Ｂのギア比及びギアピッチは全て、一体となって作用するように選択される。この点に関して、延伸リボンの半巻回当たりのリボン歯の整数の個数の選択は、これらのピッチ及びギア比の適切な値を決定する際の重要なファクタである。
【0084】
駆動リボン４０Ｂは、デバイス２０，２０Ａの駆動リボンとは異なっている。駆動リボン４０Ｂは、凹領域１５２をリボン４０Ｂの近位端部５８Ｂに沿って含み、凹領域１５２は、リボン４０Ｂが延伸して螺旋を形成すると、リボン４０Ｂの遠位端部５６Ｂの隣接部分を収容する。しかしながら、凹部１５２は、遠位端部５６Ｂの全厚を収容せず、その結果、遠位端部及び近位端部の両方の端部の一部が、半径方向に、かつ反対方向に突出する。
【0085】
複数のペグ１５４を凹部１５２内に配置して、対応する複数の孔１５６に係合させる。図示の実施形態では、ペグ１５４は近位端部５８Ｂに、孔１５６が遠位端部５６Ｂに配置されている状態で配置される。しかしながら、これらの位置は逆にすることができる。駆動リボン４０Ｂが延伸して螺旋に形成されると、近位端部５８Ｂが遠位端部５６Ｂの隣接部分に係合する際に、ペグ１５４が孔１５６に係合する。図示の実施形態では、ペグ１５４は面取り面１５５を有することにより、ペグ１５４を孔１５６に進入させて孔１５６から退出させるのが容易になる。
【0086】
ペグ１５４が孔１５６に係合すると、駆動リボン４０Ｂの隣接部分を軸方向に互いに固定することができる。ペグ１５４及び孔１５６が係合すると更に、回転力を延伸リボンの隣接部分の間で伝達することができ、延伸リボンにより形成される柱状体の安定性を維持することができる。
【0087】
図示の実施形態では、駆動リボン４０Ｂは、第１主面１５８及び第２主面１６０を駆動リボン４０Ｂの両側の面に有する。複数のギア歯７８Ｂが第１主面１５８に形成される。ギア歯７８Ｂは、ギア部材１２２Ｂにより噛合されるので、駆動アセンブリ３２Ｂは駆動リボン４０Ｂを、回転力を駆動リボン４０Ｂに伝達することにより回転させることができる。
【0088】
駆動リボン４０Ｂの形状は、多種多様な異なる形態を採ることができる。図示の実施形態では、複数のペグ１５４、凹部１５２、複数の孔１５６、及びギア歯７８Ｂは全て第１主面１５８に現われる。この点に関して、ペグ１５４を収容するのは、第２主面１６０の孔開口１５６であることに留意されたい。孔１５６を第１主面まで延在させることにより、孔１５６が第１主面１５８までずっと続いて延びていることが、孔１５６が正しく機能するために必ずしも必要である訳ではないが、孔１５６を第１主面まで延ばすことにより、リボン４０Ｂの製造を容易にすることができる。更に詳細には、孔１５６が第１主面１５８までずっと延びていることにより、２つの平坦平面を有するフラットリボンの製造が可能となり、次に機械加工操作または圧延操作が可能となって、複数のペグ１５４、凹部１５２、複数の孔１５６、及びギア歯７８Ｂの形成を第１主面１５８の側から行なうことができ、このような操作を第２主面１６０の側で行なってリボン４０Ｂの両側の面を形成するという必要が全くない。これにより、製造中のリボン４０Ｂの取り扱いの機会を減らすことができるので、効率を高めてコストを低減することができる。リボン４０Ｂは、ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）または他の適切な材料により形成することができる。例えば、ＡＢＳは比較的高い可撓性を示す材料であるが、ポリカーボネートのような比較的硬度が高い他の材料、及び金属リボンを別の構成として使用してもよい。比較的硬度が高い材料を用いる場合、複数の穿孔をリボンの長さに沿って使用してリボンの可撓性を高めると有利である。
【0089】
リボン４０Ｂのこれらの形状部を機械加工する前に、２つの平面が互いに平行であり、いずれの形状部も当該平面内に形成されることがないのが、２つの平面を有するフラットリボンである。その結果、ペグ１５４、凹部１５２、孔１５６、及びギア歯スロット７８Ｂを形成した後、第１主面１５８及び第２主面１６０の最外周部が、互いに平行である平面１５９，１６１を画定し、第１主面及び第２主面により画定されるこれらの２つの平面１５９と１６１との間の距離１６２が、駆動リボン４０Ｂの最大厚さを規定する。
【0090】
上に説明したように、駆動リボン４０Ｂの近位端部５８Ｂは、駆動リボン４０Ｂの全長、またはほぼ全長に亘って延在する凹部１５２と、凹部１５２内に配置される複数のペグ１５４と、を含む。近位端部５８Ｂは、第１の軸方向に対向する縦長部分１６６と、第２の軸方向に対向する縦長部分１６８と、を有する近位端面１６４を画定する。遠位端部５６Ｂは、複数の孔１５６を含み、第３の軸方向に対向する縦長部分１７２と、第４の軸方向に対向する縦長部分１７４と、を有する遠位端面１７０を画定する。第１表面部分１６６と第３表面部分１７２とが対向する軸方向は、第２表面部分１６８と第４表面部分１７４とが対向する軸方向とは異なっている。
【0091】
図２４は、巻回前の状態のリボン４０Ｂを示しており、細部Ｄ２５が図２５に図示されている。リボン４０Ｂの別の図が、図２５Ａに図示されている。図２４、図２５、及び図２５Ａを参照して理解できることであるが、近位端面１６４及び遠位端面１７０は、第１主面１５８と第２主面１６０との間に延在し、リボン４０Ｂが螺旋を形成すると、軸方向に、かつ相反する方向に対向する。第１表面部分１６６がリボン４０Ｂに対して縦長に延在して、第２主面１６０に近接しているのに対し、第２表面部分１６８は、リボン４０Ｂに対して縦長に延在して、第１主面１５８に近接している。
【0092】
図示の実施形態では、第１部分１６６及び第２部分１６８は、軸方向に凹部１５２により分離される。第３表面部分１７２がリボン４０Ｂに対して縦長に延在して、第２主面１６０に近接しているのに対し、第４表面部分１７４は、リボン４０Ｂに対して縦長に延在して、第１主面１５８に近接している。図示の実施形態では、第３表面部分１７２及び第４表面部分１７４は同一平面にある。更に、図示のリボン４０Ｂでは、第１主面１５８及び第２主面１６０は、駆動リボン４０Ｂにより画定される平面に平行であり、近位端面１６４及び遠位端面１７０の軸方向に対向する部分１６６，１６８，１７２，及び１７４の向きは、第１主面１７２及び第２主面１７４と直交する方向に設定されることに留意されたい。
【0093】
図２６及び図２７を参照して最も良く理解できることであるが、螺旋を形成する駆動リボン４０Ｂの延伸部分では、近位端部５８Ｂを遠位端部５６Ｂの隣接部分に、近位端面１６４の軸方向に対向する第２縦長部分１６８が、遠位端面１７０の軸方向に対向する第３縦長部分１７２に係合している状態で係合させる。第１の、近位端面１６４の軸方向に対向する縦長部分１６６、及び第４の、遠位端面１７０の軸方向に対向する縦長部分１７４は、反対方向に半径方向外向きに延出している。図示の実施形態では、第１の軸方向に対向する縦長部分１６６が半径方向内向きに延出しているのに対し、第４の軸方向に対向する縦長部分１７４は半径方向外向きに延出している。
【0094】
推進部材８８Ｂは螺旋ネジ１７６を含み、螺旋ネジ１７６を第１の、近位端面１６４の軸方向に対向する縦長部分１６６に係合させる。螺旋ネジ１７６は、駆動リボン４０Ｂの渦巻を画成する後退部分５４Ｂと螺旋を画成する延伸部分５２Ｂとの間に配置される駆動リボン４０Ｂの移行部分の駆動リボン４０Ｂの表面１６６に係合することができる。表面１６６が半径方向に突出し、駆動リボン４０Ｂの延伸部分５２Ｂで剥き出しの状態になっているので、螺旋ネジ１７６は、駆動リボン４０Ｂの螺旋延伸部分５２Ｂの表面１６６に係合するようにしてもよい。また、この機構により更に、螺旋ネジ１７６は表面１６６に、駆動軸５０Ｂ周りで３６０度超の角度で係合することができる。図示の実施形態では、螺旋ネジ１７６は、軸５０Ｂ周りで３６０度超の角度で延びている。
【0095】
近位端部５８Ｂが遠位端部５６Ｂに係合した後に、螺旋ネジ１７６が表面１６６に係合することができることにより、ネジ１７６が、駆動リボンの延伸螺旋部分の軸方向荷重を支えることができるので、ペグ１５４が孔１５６に、軸方向荷重が駆動リボン４０Ｂにより支えられていない位置で噛合することができる。
【0096】
リボン支持部材１００Ｂは、駆動リボンを取り囲み、遠位端面１７０の第４縦長部分１７４に係合可能な第２螺旋ネジ１７８を画定する。ネジ１７８は、駆動リボン４０Ｂの移行部分の表面部分１７４に係合することができる。しかしながら、表面１７４が半径方向に突出し、駆動リボン４０Ｂの螺旋延伸部分５２Ｂで剥き出しの状態になっているので、螺旋ネジ１７８は、駆動リボン４０Ｂの螺旋延伸部分５２Ｂの表面１７４に係合することもできる。この機構により更に、螺旋ネジ１７８は表面１７４に、駆動軸５０Ｂ周りで３６０度超の角度で係合することができる。図示の実施形態では、螺旋ネジ１７８は、軸５０Ｂ周りで３６０度超の角度で延びており、駆動リボン４０Ｂを推進部材８８Ｂに近接して取り囲む。リボン支持部材１００Ｂは更に、ギア部材１１８Ｂを支持し、アセタール、ポリアセタール、及びポリホルムアルデヒドとしても知られ、かつデルリンのような様々な商品名で販売されているか、または他の適切な材料及び方法を使用して形成されるポリオキシメチレン（ＰＯＭ）から機械加工することができる。
【0097】
駆動軸５０Ｂ周りで３６０度超の角度で延びる螺旋ネジ１７６及び１７８を供給し、これらのネジを互いに近接して配置することにより、駆動リボン４０Ｂの短い方の部分を両方のネジ１７６及び１７８により同時に拘束することができるので、駆動リボンの軸方向位置を確実に制御して、駆動リボン４０Ｂが駆動リボン自体に係合し易くする。駆動軸５０Ｂ周りで３６０度超の角度で延びる推進部材８８Ｂ上の螺旋ネジ１７６の使用により更に、表面領域に亘って軸方向圧縮力を駆動リボン４０Ｂと推進部材８８Ｂとの間で伝達することができる当該表面領域を大きくすることができる。
【0098】
推進部材８８Ｂ及びリボン支持部材１００Ｂが共に、互いに対して、かつ支持構造３０Ｂに対して静止状態を保っているのに対し、駆動リボン４０Ｂは駆動軸５０Ｂ周りで、これらの部材に対して、駆動リボン４０Ｂが延伸しているときに、及び後退しているときに回転する。推進部材８８Ｂ上の螺旋ネジ１７６は、リボン４０Ｂに押圧当接することにより、駆動リボン４０Ｂが、容器２２内のピストン２６を軸方向に押すと発生する圧縮力のような駆動リボン４０Ｂの延伸部分に作用する軸方向圧縮力を支える。螺旋ネジ１７８は、遠位端面１７０の一部１７４に係合可能であるので、駆動リボン４０Ｂに作用する引張力に耐えることができ、この引張力が作用して、駆動リボン４０Ｂを推進部材８８Ｂから軸方向に引き離す。螺旋ネジ１７６，１７８は更に、近位端部を遠位端部の隣接部分に駆動リボン４０Ｂが延伸するときに係合させると、駆動リボンを駆動リボン自体に軸方向に位置合わせする。
【0099】
軸方向圧縮力に関して、図示の駆動リボン４０Ｂは、一体部材型の単体リボンであり、駆動リボンが少なくとも部分的に延伸する場合に支持部材８０Ｂと推進部材８８Ｂとの間で伝達される全軸方向力は、一体部材型の単体リボン４０Ｂを介して伝達されることに留意されたい。支持部材８０Ｂは、２つの固定用ペグ１８０を含み、これらの固定用ペグは、リボン４０Ｂの開口部１８２内に配置される。伝達部材８４Ｂは、支持部材８０Ｂに回転可能に取り付けられ、デバイス２０Ｂを使用しているときにピストン２６に当接する。
【0100】
支持部材８０Ｂは軸方向力を駆動リボン４０Ｂに、ペグ１８０を開口部１８２に係合させることにより、重なり段差部を駆動リボン４０Ｂの遠位端の遠位端面１７１に係合させることにより伝達する。ペグ１８０を開口部１８２に係合させることにより、支持部材８０Ｂが駆動リボン４０Ｂに対して回転するのを防止することができる。駆動リボン４０Ｂが延伸すると、支持部材８０Ｂが軸方向力をピストン２６に作用させることにより、薬剤が容器２２から放出されるようになる。この点に関して、支持部材８０Ｂは、この軸方向力をピストン２６に、支持部材８０Ｂに対して回転することができる伝達部材８４Ｂを介して作用させる。従って、薬剤が放出されている間、伝達部材８４Ｂがピストン２６を押すことになり、ピストン２６に対して回転しないが、支持部材８０Ｂに対して回転することになる。
【0101】
軸方向圧縮力はリボン４０Ｂを介して支持部材８０Ｂから推進部材８８Ｂに、近位端面１６８の第２縦長部分が遠位端面１７２の第３縦長部分に係合することにより伝達される。図示の実施形態では、ペグ１５４が孔１５６に係合することにより圧縮力が伝達されることはないが、別の実施形態は、ペグ及び孔をこの目的に利用することができる。しかしながら、図示の実施形態において、ペグ１５４が孔１５６に係合することにより、リボン４０Ｂに作用する軸方向へ向いた引張力に耐えることができるので、延伸リボンの分離に抗することができる。
【0102】
ボビン１０４Ｂは推進部材８８Ｂに対して回転可能であり、駆動リボン４０Ｂの後退部分５４Ｂは、ボビン４０Ｂに収納される。ボビン４０Ｂは、駆動リボン４０Ｂがボビン１０４Ｂに摩擦係合するので、駆動リボン４０Ｂと一緒に回転する。図示の実施形態では、リボン４０Ｂは、ボビン１０４Ｂに取り付けられない。リボン４０Ｂをボビン１０４Ｂに取り付けないことにより、駆動リボンを限界まで延伸させる場合に延伸してボビンで固定される必要があるリボンの短い長さ部分を省略することができる。様々な方法を使用して、駆動リボン４０Ｂの未固定端部が過大に延伸して駆動リボン４０Ｂが駆動機構から抜け出ようとするのを防止することができる。例えば、ギアスロット７８Ｂは、駆動リボン４０Ｂのうち、リボン４０Ｂの延伸を抑える位置で終端させることができる。別の構成として、または更に、フックまたは他の捕捉用部材の形態のストップ材は、駆動リボンの端部に固定することができるので、駆動リボンが推進部材と８８Ｂとリボン支持部材１００Ｂとの間の隙間からはみ出すのを防止する。別の構成として、モータの動作を、駆動リボン４０Ｂの延伸を抑えて、リボンが抜け出ようとするのを防止するように制御するコントローラを用いることができる。
【0103】
回転ボビン１０４Ｂを使用することにより、駆動リボンの延伸時及び後退時の駆動リボンの後退部分の摩擦による係止を防止し易くする。駆動リボンを形成するための潤滑性材料の使用のような、このような摩擦による係止を防止する別の方法を別の構成として使用してもよく、回転ボビンを省略することができる。
【0104】
図示の形態の駆動リボン４０Ｂでは、近位端面の一部が、半径方向内向きに突出するのに対し、遠位端面の一部は、半径方向外向きに突出する。他の機構を使用してもよいことに留意されたい。例えば、近位端面の一部は、半径方向外向きに突出することができ、遠位端面の一部は、半径方向内向きに突出することができる。このような別の実施形態では、近位端面に係合し、かつ軸方向圧縮力を支える螺旋ネジは、駆動リボンの半径方向外側に配置されることになり、遠位端面の一部に係合し、かつ軸方向引張力に抗するように配置されるネジ部材は、駆動リボンの半径方向内向きに配置されることになる。
【0105】
これらの端面をずらして配置することにより、これらの端面の一方の端面の駆動リボンの単位長当たりの長さがより長くなる。図示の実施形態では、相対的に長い長さを有するのが遠位端面である。図２４に示すように、駆動リボン４０Ｂを展開して平面内に配置すると、駆動リボン４０Ｂは、近位端部５８Ｂが遠位端部５６Ｂの半径方向内側に配置された状態で弓形を画成する。近位端面が半径方向外向きに突出する実施形態では、近位端部は、リボンが、弓形を規定する平面内に配置される場合に遠位端部の半径方向外側に配置されることになる。
【0106】
若干細い外形を有することを除き、デバイス２０Ｂと同様の別の実施形態２０Ｃが、図３０～図３３に図示されている。デバイス２０Ｃはデバイス２０Ｂとは、ハウジング支持構造のサイズを小さくすることができる幾つかの金属薄板部材を用いているという点で異なっている。更に詳細には、金属製ベースプレート１８４、金属製スカート１８６、及び金属製支持ブラケット１８８がデバイス２０Ｃ内で利用される。
【0107】
図３３から最も容易に分かるように、モータ、ギア機構、駆動リボン、及びボビンは、デバイス２０Ｂ内に使用される構成部材と同じである。リボン支持部材１００Ｃは、リボン支持部材１００Ｂとは若干異なる形状を有するが、リボン支持部材１００Ｂと同じ態様で機能する。図３３から分かるように、リボン支持部材１００Ｃは、カートリッジスリーブ１４０のネジ１４８に係合するネジ１９０を含む。図を分かり易くするためにこれらの図には図示されていないが、リボン支持部材１００Ｂは、カートリッジスリーブ１４０に係合する同様のネジを含む。推進部材８８Ｃはポスト１９２を含む。ポスト１９２の鍵１９４は、ベースプレート１８４の鍵穴１９６と嵌合してポスト１９２と、ベースプレート１８４が支持構造の構成部材となる当該支持構造との相対回転を防止する。ボビン１０４Ｃは、ポスト１９２上に回転可能に配置され、ポスト１９２を取り囲むワッシャー１９８が、ベースプレート１８４とボビン１０４Ｃとの間に配置されてボビン１０４Ｃをベースプレート１８４から分離している。
【0108】
デバイス２０及びデバイス２０Ａ～２０Ｃに、広くフォースフィードバック部と表記される構成部材を配設することができる、または配設しないで済ませることができる。フォースフィードバック部は、ピストン２６に作用する力を決定することによりデバイスが、容器２２の状態及び／又はピストン２６の位置を認識することができるようにしている。
【0109】
使用者がデバイスをプライミングする方法を利用する場合、及びその他として、デバイスの状態を確認する方法を利用する場合、フォースフィードバック部は必要がない。フォースフィードバック部を備えていないデバイスでは、モータ速度及びモータ電流を監視してシステムの状態を把握し、過大な回転力がリボン４０に加わるのを、従って過大な力がピストン２６に加わるのを回避することができる。電流検出信号対雑音比は、駆動リボンの遠位端とピストン２６との接触を検出するために十分高くすることが可能である。普通、システムは、各投与を、システムが大気圧に出口２８を介して通じている状態で、開始して完了させる。このようなシステムでは、ピストン２６に、すなわちフォースフィードバック部に作用する力を検出することは、投与の精度を高めるためには必要ではない。
【0110】
フォースフィードバックシステムを使用する場合、デバイスは、伝達部材８４の遠位端がピストン２６に接触する時点を認識することになる。これにより、プライミングのような使用者による幾つかの手順を完全に、または部分的に自動化することができる。簡易フォースフィードバックシステムは、小さな力で作動するコンタクトスイッチを用いることができる。このようなスイッチは、駆動リボンの遠位端８１に配置することができ、支持部材８０または回転軸受８２に結合することができる。電気導体を駆動リボンに配置してコンタクトスイッチとプロセッサとの間の電気通信をハウジング内で可能にすることができる。また、力に比例する検出が、コンタクトスイッチの代わりに力検出抵抗のような力検出構成部材を使用することにより可能である。駆動リボンに配置される導体は、収納ボビン内で、または収納ボビン上で終端させることができる。回転ボビンを使用する場合、デバイスフレームとの継続的な接続は、スリップリングまたは他の適切なコンタクトにより行なうことができる。
【0111】
図示の実施形態は、電気機械的手段であり、プロセッサ、マイクロコントローラ、またはマイクロコンピュータにより制御される。プロセッサを使用することにより、非常に多くの相互作用点及び追加機能をデバイスに含めることができる。例えば、使用者はデバイスと、タッチスクリーン、マルチボタンインターフェース、または特殊タッチポイント（投与量設定ダイヤルのような）を使用して対話することができる。必要に応じて、このような操作部は、従来の注射用デバイスの対話行動を模倣することができる。
【0112】
デバイスは、現在の設定投与量、最後の投与量、備忘録、及び使用開始情報、または任意の他の有用情報のような多種多様な異なる情報を表示することもできる。ディスプレイは、液晶表示装置（ＬＣＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、電子ペーパーディスプレイ（ＥＰＤ）、または他の適切なディスプレイの形態を採ることができる。
【0113】
デバイスには更に、接続機能を設けることができるので、有線通信技術または無線通信技術を使用して、デバイスを他のデバイス（例えば、スマートフォン）に接続することができ、他のデバイスと対話させることができる。これらの対話を利用して情報をいずれの方向にも授受することができるので、（例えば）医療従事者はデバイス設定を変更するか、または投与量履歴をダウンロードすることができる。
【0114】
本発明について、好適な設計を有するものとして説明してきたが、本発明は、本開示の趣旨及び範囲に収まるように更に変更することができる。従って、本出願は、本発明の一般原理を使用する本発明の全ての変形、使用、または適応化を包含するものとする。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図1E】
【図1F】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図2E】
【図2F】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図3E】
【図3F】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図25A】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】