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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-02-02
(54)【発明の名称】歯車付き用量送達装置
(51)【国際特許分類】
A61M 5/315 20060101AFI20240126BHJP
A61M 5/20 20060101ALI20240126BHJP
【ＦＩ】
A61M5/315 550P
A61M5/20 510
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023507325
(86)(22)【出願日】2022-01-21
(85)【翻訳文提出日】2023-01-31
(86)【国際出願番号】 GB2022050163
(87)【国際公開番号】W WO2022171976
(87)【国際公開日】2022-08-18
(31)【優先権主張番号】2101765.2
(32)【優先日】2021-02-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】523034379
【氏名又は名称】シェイリー （ユーケー） リミテッド
【氏名又は名称原語表記】ＳＨＡＩＬＹ （ＵＫ） ＬＴＤ
【住所又は居所原語表記】６ｔｈ Ｆｌｏｏｒ， Ａｍｐ Ｈｏｕｓｅ， Ｄｉｎｇｗａｌｌ Ｒｏａｄ， Ｃｒｏｙｄｏｎ Ｓｕｒｒｅｙ ＣＲ０ ２ＬＸ （ＧＢ）
(74)【代理人】
【識別番号】110001966
【氏名又は名称】弁理士法人笠井中根国際特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100147717
【弁理士】
【氏名又は名称】中根 美枝
(74)【代理人】
【識別番号】100103252
【弁理士】
【氏名又は名称】笠井 美孝
(72)【発明者】
【氏名】メラー，クラウス シュミット
【テーマコード（参考）】
4C066
【Ｆターム（参考）】
4C066AA09
4C066BB01
4C066CC01
4C066DD13
4C066EE06
4C066EE14
4C066HH02
4C066HH12
4C066QQ32
4C066QQ92
(57)【要約】
用量送達装置の用量設定モードでは、用量選択部７４は、ナット１６を回転させ、それにより、ナット１６がピストンロッド６のねじ山８に沿って第１の軸方向距離ｄ１だけ後方に移動する。歯車機構は、ナット１６の軸方向移動を、回転することなく第２の軸方向距離ｄ２だけ後方に移動するコネクタ２０に伝達する。装置の用量送達モードでは、用量選択部７４は前方に押され、コネクタ２０を駆動して、第２の軸方向距離ｄ２だけ前方に移動させる。歯車機構は、コネクタ２０の軸方向移動をナット１６に伝達し、ナット１６は、ピストンロッド６を、回転させずに、第１の軸方向距離ｄ１だけ前方に押す。歯車機構は、ハウジング４に対して軸方向に移動することなく回転する第１の歯車２８と、ナット１６に対して軸方向に移動することなく回転する第２の歯車３０を含む。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ハウジング（４）と、ピストンロッドねじ山（８）を含み、前記ハウジング（４）に対して回転することなく軸方向に移動するように構成されたピストンロッド（６）と、
前記ピストンロッドねじ山（８）に係合するナット（１６）と、
前記ナット（１６）に対して回転方向にロックされた用量選択部（７４）と、
前記ハウジング（４）に対して回転することなく軸方向に移動するように構成されたコネクタ（２０，１２０）と、
前記ハウジング（４）に対して軸方向に移動することなく回転するように構成された第１の歯車（２８，１２８）であって、第１の係合部によって前記コネクタ（２０，１２０）に連結され、該第１の係合部が、第１の螺旋ねじ山（３１，１３１）である第１の歯車（２８，１２８）と、
前記ナット（１６）に対して軸方向に移動することなく回転するように構成された第２の歯車（３０，１３０）であって、第２の係合部によって前記コネクタ（２０，１２０）に連結されると共に第３の係合部によって前記第１の歯車（２８，１２８）に連結された第２の歯車（３０，１３０）と、
を含む用量送達装置。
【請求項2】
前記第３の係合部が直線トラック（３３）であり、該直線トラック（３３）によって、前記第１の歯車（２８）と前記第２の歯車（３０）が、軸方向の相対移動は許容されているが相対回転は阻止されている請求項１に記載の用量送達装置。
【請求項3】
前記第２の係合部が第２の螺旋ねじ山（３２）であり、前記第１の螺旋ねじ山（３１）と前記第２の螺旋ねじ山（３２）は、巻き方向が同じであり、該第２の螺旋ねじ山（３２）は、該第１の螺旋ねじ山（３１）よりも小さいピッチを有する請求項２に記載の用量送達装置。
【請求項4】
前記第２の係合部が直線トラック（１３２）であり、該直線トラック（１３２）によって、前記第２の歯車（１３０）と前記コネクタ（１２０）が、軸方向の相対移動は許容されているが相対回転は阻止されている請求項１に記載の用量送達装置。
【請求項5】
前記第３の係合部が第３の螺旋ねじ山（１３３）であり、前記第１の螺旋ねじ山（１３１）と前記第３の螺旋ねじ山（１３３）は、巻き方向が同じであり、該第３の螺旋ねじ山（１３３）は、該第１の螺旋ねじ山（１３１）よりも小さいピッチを有する請求項４に記載の用量送達装置。
【請求項6】
前記コネクタ（２０，１２０）に対して軸方向に移動することなく回転するように構成された用量ダイヤルスリーブ（２６）をさらに含み、該用量ダイヤルスリーブ（２６）が、スリーブねじ山（２７）を介して前記ハウジングに係合している請求項１～５のいずれか１項に記載の用量送達装置。
【請求項7】
前記用量選択部（７４）が、前記用量ダイヤルスリーブ（２６）に対して軸方向に移動可能とされており、それによって、用量設定モードでは、前記用量選択部（７４）が、前記用量ダイヤルスリーブ（２６）に対して回転方向にロックされているが、前記コネクタ（２０，１２０）から回転方向に係合を解除され、
用量送達モードでは、前記用量選択部（７４）が、前記用量ダイヤルスリーブ（２６）から回転方向に係合を解除される請求項６に記載の用量送達装置。
【請求項8】
前記用量選択部（７４）と前記コネクタ（２０，１２０）との間に作用するクリック機構（８８，９２）をさらに含み、該クリック機構（８８，９２）は、前記用量設定モードにおいて該用量選択部（７４）が該コネクタ（２０，１２０）に対して回転するときにクリック音を発生させると共に、前記用量送達モードにおいて該用量選択部（７４）を該コネクタ（２０，１２０）に対して回転方向にロックする請求項７に記載の用量送達装置。
【請求項9】
ハウジング（４）と、該ハウジング（４）に対して回転することなく軸方向に移動するように構成されたピストンロッド（６）とを含む用量送達装置を操作する方法であって、用量設定モードにおいて、用量選択部（７４）を前記ハウジング（４）に対して回転させ、該用量選択部（７４）がナット（１６）に対して回転方向にロックされていることにより、該ナット（１６）が前記ピストンロッド（６）のねじ山（８）に沿って第１の軸方向距離（ｄ１）だけ後方向に移動することと、
前記ナット（１６）の軸方向移動を、歯車機構を介して、前記ハウジング（４）に対して回転することなく軸方向に移動するように構成されたコネクタ（２０，１２０）に伝達させることにより、該コネクタ（２０，１２０）が、初期位置から、前記第１の軸方向距離（ｄ１）よりも大きい第２の軸方向距離（ｄ２）だけ後方向に移動することと、
を含み、
前記歯車機構が、
前記ハウジング（４）に対して軸方向に移動することなく回転する第１の歯車（２８，１２８）であって、第１の係合部によって前記コネクタ（２０，１２０）に連結され、該第１の係合部が、第１の螺旋ねじ山（３１，１３１）である第１の歯車（２８，１２８）と、
前記ナット（１６）に対して軸方向に移動することなく回転する第２の歯車（３０，１３０）であって、第２の係合部によって前記コネクタ（２０，１２０）に連結されると共に第３の係合部によって前記第１の歯車（２８，１２８）に連結された第２の歯車（３０，１３０）と、
を含む、用量送達装置を操作する方法。
【請求項10】
前記用量選択部（７４）が前記第２の軸方向距離（ｄ２）だけ移動するように、該用量選択部（７４）が前記コネクタ（２０，１２０）に連結されている請求項９に記載の用量送達装置を操作する方法。
【請求項11】
用量送達モードにおいて、前記コネクタ（２０，１２０）を、前記第２の軸方向距離（ｄ２）だけ前記初期位置まで前方向に押すことと、
前記ナット（１６）および前記ピストンロッド（６）が前記第１の軸方向距離（ｄ１）だけ前方向に移動するように、前記歯車機構を介して前記コネクタ（２０，１２０）の軸方向移動を伝達することと、
をさらに含む請求項９または１０に記載の用量送達装置を操作する方法。
【請求項12】
用量ダイヤルスリーブ（２６）が、該用量ダイヤルスリーブ（２６）と前記ハウジング（４）との間の用量ダイヤルねじ山（２７）に従って回転しながら、前記第２の軸方向距離（ｄ２）だけ移動する請求項１１に記載の用量送達装置を操作する方法。
【請求項13】
前記用量設定モードでは、前記用量選択部（７４）が、前記用量ダイヤルスリーブ（２６）に対して回転方向にロックされており、前記用量送達モードでは、前記用量選択部（７４）が、前記用量ダイヤルスリーブ（２６）から回転方向に係合を解除される請求項１２に記載の用量送達装置を操作する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、注射器ペンとも呼ばれる用量送達装置に関し、この装置は、薬剤の用量を設定した後、当該用量を薬剤カートリッジから患者に送達するための機構を提供するものである。一般に、用量は、用量選択部を所望の用量に対応する位置に動かすことによって設定され、次いで、用量選択部を第１の距離だけ押して初期位置に戻すことによって、当該用量が送達される。一般に、薬剤カートリッジは、チャンバ内に複数回分の用量の薬剤を収容しており、用量送達装置は、各用量をチャンバから排出するために前進するピストンロッドを含み、ピストンロッドは、送達される用量の体積を決定する第２の距離だけ移動する。本発明は、特に、第１の距離が第２の距離と等しくない歯車式用量送達装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
歯車式用量送達装置が知られている。カートリッジから送達される薬剤の体積は、しばしばかなり小さいので、一般的な用量を送達するために、ピストンロッドは、小さな軸方向距離だけ前進する必要がある。歯車が提供する第１の利点は、押しボタンおよび／または用量選択部が、より大きな距離を移動するように配置することができ、この距離は、一般に、ピストンロッドによって移動される距離に比例するということである。これにより、使用者は、所望の用量をより正確に設定することができる。歯車はまた、機構の改善された機械的長所に起因する第２の利点を提供する。多くの状況において、使用者がより短い距離に亘って大きな力をかけるよりも、より長い距離に亘って小さな力をかけられるようにすることで、薬剤送達がより容易になり、より制御しやすくなる。歯車機構によって生じる追加の摩擦が、この利点を上回らないことを確実にする必要がある。
【0003】
用量送達装置には、薬剤送達モードにおける用量選択部の動きが、使用者が加える圧力によって手動で駆動されるのではなく、ばねのエネルギーによって自動的に駆動されるものがある。使用者は、用量設定モードの間、用量選択部を動かすときに、ばねにエネルギーを加える。歯車の利点は、このような自動装置にも適用され、これは本発明の範囲から除外されない。
【発明の概要】
【0004】
本発明は、請求項１に定義されるように、固定用量注射器ペンを提供する。
【0005】
本発明の好ましいが必須でない特徴は、従属請求項において定義される。
【0006】
本明細書において、「薬剤」という用語は、測定された用量でペンによって送達されることになる任意の流体物質について述べるために使用される。「薬剤」は、一般的には、例えば、医薬または美容の目的のために、人または動物の被験体の体内に注入される生理活性物質であろう。しかしながら、本発明は、固定量の物質を分注することを目的とする他の用途にも使用することができる。
【0007】
本明細書において、「前方（ｆｒｏｎｔ）」および「前方へ（ｆｏｒｗａｒｄｓ）」のような用語は、図面の下部に示されている、薬剤送達装置の針が配置された端部に向かう方向を示している。「後方（ｒｅａｒ）」および「後方へ（ｂａｃｋｗａｒｄｓ）」のような用語は、その反対方向を示している。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
図１は、用量送達装置の歯車機構の断面における非常に概略的な図である。特に、軸２に垂直な寸法は、スペースを挿入し、明瞭さを促進するために誇張されている。歯車機構は、軸２の実質的に一方の側のみが図示されており、他方の側は、ねじ山の巻き方向を除いて鏡像である。
【0010】
略円筒形のハウジング４は、軸２を取り囲み、歯車機構を収容している。軸２と位置合わせされたピストンロッド６は、その外面にピストンロッドねじ山８を含む。ピストンロッド６は、ハウジング４に対して固定された中央開口部１０を通って回転することなく摺動するように構成されている。ピストンロッドねじ山８は、一対の対向する平面によって、または２つ以上の長手状トラック１２によって中断され、それによって、ピストンロッド６に、開口部１０の形状を補完し、ピストンロッド６がハウジング４に対して回転することを阻止する非円形の断面を与えている。ピストンロッド６の前端部において、開口部１０を越えて歯車機構から離れた位置に、装置に取り付けられ得る図示しない薬剤カートリッジのピストンに係合するように最下部１４が構成される。薬剤カートリッジの前端は、図示しない中空針によって貫通されてもよい。それによって、軸２に沿ったピストンロッド６の前方への移動は、ピストンを薬剤カートリッジに沿って前進させ、針を通じてカートリッジから測定量の薬剤を排出させる。
【0011】
ナット１６は、内部ねじ山を含み、それによってピストンロッドねじ山８と係合し、ナット１６が回転することによってねじ山８に沿って移動するようになっている。硬質のチューブ１８は、ピストンロッド６を取り囲み、ナット１６から後方に延びている。チューブ８は、ナットの動きに追従するように、ナット１６に固定されている。
【0012】
略円筒形のコネクタ２０は、軸２を取り囲み、ハウジング４に対して回転することなく軸方向に移動するように構成されている。ハウジング４の内壁は、１つ以上の軸方向トラック２２を含んでもよく、コネクタ２０は、各トラック２２内を摺動する、対応する数の半径方向に突出するラグ２４を含んでもよい。
【0013】
略円筒形の用量ダイヤルスリーブ２６は、軸２と同心であり、ハウジング４とコネクタ２０との間に半径方向に入れ子状に配置されている。用量ダイヤルスリーブ２６は、コネクタ２０と一緒に軸方向に移動するように拘束されるが、それらの間の相対回転は許容されるように、コネクタ２０と係合している。用量ダイヤルスリーブ２６は、スリーブねじ山２７を介してハウジングと係合しており、ハウジング４に対して軸方向移動する時は必ず、用量ダイヤルスリーブ２６が同時にスリーブねじ山２７に沿って回転するようになっている。スリーブねじ山２７は、ピストンロッドねじ山８と巻き方向が同じであるが、より大きなピッチを有する。
【0014】
以下、歯車機構の動作について説明する。装置の他の部分については、図３～６に示される特定の実施形態に関連して、後段でより詳細に説明する。
【0015】
動作の用量設定モードの間、チューブ１８は回転し、ナット１６を、ピストンロッドねじ山８に従って、送達されるべき薬剤の用量に対応する第１の軸方向距離ｄ１だけ後方へ移動させる。同時に、コネクタ２０は、回転することなく、第１の軸方向距離ｄ１よりも大きい第２の軸方向距離ｄ２だけ軸方向後方へ移動し、それによって、前述の歯車式用量送達装置の利点が提供される。図１に示される実施例では、第２の軸方向距離ｄ２は、第１の軸方向距離ｄ１の２倍であるが、他の実施例では、ギア比はそれより大きくても小さくてもよい。動作の用量送達モードの間、コネクタ２０は、初期位置に戻るように前方に押される。同時に、ナット１６は、今度は回転することなく第１の軸方向距離ｄ１だけ前方に移動して、初期軸方向位置に戻るが、必ずしも初期回転位置には戻らない。このナット１６の前方への移動により、ピストンロッド６が第１の軸方向距離ｄ１だけ前進し、それによって薬剤カートリッジからそれに比例した用量の薬剤を排出する。
【0016】
ナット１６とコネクタ２０との間の差動運動は、第１の歯車２８と第２の歯車３０とによって媒介される。第１および第２の歯車２８，３０は、略円筒形であると共に軸２と同心であり、チューブ１８とコネクタ２０との間に入れ子状に配置されている。第１の歯車２８は、ハウジング４に対して、軸方向の移動は阻止されるが、回転は自由であるように、ハウジング４に連結されている。第１の歯車２８は、第１の係合部としての第１の螺旋ねじ山３１によってコネクタ２０に連結されている。第２の歯車３０は、ナット１６に対して、軸方向の移動は阻止されるが、回転は自由であるように、ナット１６に連結されている。第２の歯車３０は、第２の係合部３２によってコネクタ２０に連結され、第３の係合部３３によって第１の歯車に連結されている。
【0017】
図１に示された歯車機構において、第１および第２の歯車２８，３０の間の第３の係合部３３は、直線トラックであり、２つの歯車は、軸方向の相対移動は許容されるが、相対回転は阻止されている。第２の歯車３０とコネクタ２０との間の第２の係合部は、第１の螺旋ねじ山３１と巻き方向が同じであるが第１の螺旋ねじ山３１よりもピッチが小さい第２の螺旋ねじ山３２である。第１および第２の螺旋ねじ山３１，３２の巻き方向は、ピストンロッドねじ山８およびスリーブねじ山２７の巻き方向と同じでもよいし、反対でもよい。
【0018】
装置の動作中、第１の歯車２８は軸方向の移動を阻止され、第２の歯車３０はナット１６と一緒に第１の軸方向距離ｄ１だけ軸方向に移動し、コネクタ２０は第２の軸方向距離ｄ２だけ軸方向に移動する。コネクタ２０は、第１の螺旋ねじ山３１を介して第１の歯車２８に係合していることから、コネクタ２０が第１の歯車２８に対して軸方向に移動すると、第１の歯車２８が、第１の螺旋ねじ山３１のピッチによって決定される速度で回転する。第１および第２の歯車２８，３０は直線トラック３３によって連結されていることから、第２の歯車３０は第１の歯車２８と共回転し、直線トラック３３は第１および第２の歯車２８，３０の間の相対的な軸方向移動に対応する。コネクタ２０に対して、第２の歯車３０は、第１の歯車２８によって決定される速度で回転し、ｄ１とｄ２との差によって決定される速度で軸方向に移動する。したがって、第２の螺旋ねじ山３２のピッチは、これらの同時に起こる相対的な軸方向移動および回転移動に対応できるものでなければならない。実際には、これらの値は下式によって関係付けられる。
【0019】
【数1】
【0020】
ギア比Ｒはまた、スリーブねじ山２７のピッチとピストンロッドねじ山８のピッチの比に等しい。
【0021】
第１および第２の螺旋ねじ山３１，３２のピッチｐ１およびｐ２は、この比であれば、任意の適切な値を有するように選択することができる。特に、両ねじ山は、用量送達モード中にナット１６の軸方向移動を駆動するために歯車機構に力が加えられる際、摩擦抵抗が小さくなるように、高いピッチを有していてもよい。
【0022】
図２は、図１のものとは別の歯車機構を示している。２つの機構の大部分は同じであるため、同じ符号が付与され、それらの説明はここでは繰り返さない。特に、コネクタ１２０とハウジング４との間の連結、第１の歯車１２８とハウジング４との間の連結、および第２の歯車１３０とナット１６との間の連結は、図１のものと同じである。相違点は、第１の歯車１２８、第２の歯車１３０およびコネクタ１２０の間の第１、第２および第３の係合部１３１，１３２，１３３に関するものである。したがって、これらには異なる符号が付与され、以下で説明する。
【0023】
第１の歯車１２８は、図１の機構と同様に、第１の係合部としての第１の螺旋ねじ山１３１によってコネクタ１２０に連結されている。しかし、図２の機構では、第２の係合部１３２は直線トラックであり、第２の歯車１３０とコネクタ１２０は、軸方向の相対移動は許容されるが、相対回転は阻止されている。一方、第３の係合部は、第１および第２の歯車１２８，１３０の間の第３の螺旋ねじ山１３３である。（図２の機構では「第２の螺旋ねじ山」は存在しない。）第３の螺旋ねじ山１３３は、第１の螺旋ねじ山１３１と巻き方向が同じであるが、第１の螺旋ねじ山１３１よりもピッチが小さい。
【0024】
図２の装置の動作中、第１の歯車１２８は軸方向の移動を阻止され、第２の歯車１３０はナット１６と一緒に第１の軸方向距離ｄ１だけ軸方向に移動し、コネクタ１２０は第２の軸方向距離ｄ２だけ軸方向に移動する。コネクタ１２０は、第１の螺旋ねじ山１３１を介して第１の歯車１２８に係合していることから、コネクタ１２０が第１の歯車１２８に対して軸方向に移動すると、第１の歯車１２８が、第１の螺旋ねじ山１３１のピッチによって決定される速度で回転する。コネクタ１２０と第２の歯車１３０は直線トラック１３２によって連結されていることから、第２の歯車１３０はコネクタ１２０と共回転し、直線トラック１３２はコネクタ１２０と第２の歯車１３０の間の相対的な軸方向移動に対応する。第１の歯車１２８に対して、第２の歯車１３０は、コネクタ１２０によって決定される速度で回転し、ナット１６の移動によって決定される速度で軸方向に移動する。したがって、第３の螺旋ねじ山１３３のピッチは、これらの同時に起こる相対的な軸方向移動および回転移動に対応できるものでなければならない。実際には、これらの値は下式によって関係付けられる。
【0025】
【数2】
【0026】
ギア比Ｒはまた、スリーブねじ山２７のピッチとピストンロッドねじ山８のピッチの比に等しい。
【0027】
第１および第３の螺旋ねじ山１３１，１３３のピッチｐ１およびｐ３は、この比であれば、任意の適切な値を有するように選択することができる。
【0028】
図１において、第１の係合部３１は螺旋ねじ山、第２の係合部３２は螺旋ねじ山、第３の係合部３３は直線トラックである。図２においては、第１の係合部１３１は螺旋ねじ山、第２の係合部１３２は直線トラック、第３の係合部１３３は螺旋ねじ山である。原理的には、３つの係合部を全て螺旋ねじ山として形成することができ、それにより、それらのねじ山の相対ピッチを選択する際に別の自由度を提供することができる。しかし、そのような利点より、設計の複雑さが増すことの方が、上回ってしまう可能性がある。第１の係合部を直線トラックとして形成することはできない。それにより、第１の歯車がハウジングに軸方向と回転方向の両方においてロックされてしまうからである。いかなる装置においても、第２および第３の係合部の両方を直線トラックとして形成することはできない。それにより、コネクタ、第１の歯車および第２の歯車が全て一緒に回転方向にロックされ、コネクタとナット１６との間の軸方向の差動運動に対応することができないからである。
【0029】
本発明において、２つの構成要素間の係合が、螺旋ねじ山を介して行われる場合、一般に、一方の構成要素だけが完全なねじ山を備え、他方の構成要素が相補的な１つ以上の短いねじ山部分を備えていればよい。一般に、いずれの構成要素が完全なねじ山を備え、いずれの構成要素がねじ山部分を備えるかの選択は自由であり、本発明を、図面に例示された特定の選択に限定する意図はない。同様に、２つの構成要素間の係合が、相補的なチャネル内を走行する１つ以上の突起を備える直線トラックを介して行われる場合、一般に、いずれの構成要素がトラックを備え、いずれの構成要素がチャネルを備えるかの選択は自由である。ここでも、本発明を、図面に例示された特定の選択に限定する意図はない。２つの構成要素が相対回転することなく軸方向に移動することを許容するために、チャネル内を走行する突起以外の構成が可能であることが理解されるであろう。例えば、一方の構成要素が他方の構成要素内で伸縮自在に摺動し、２つの構成要素が相補的な非円形の断面を有していてもよい。
【0030】
【0031】
ハウジング４の前端部には、カートリッジホルダ４０がねじ込まれている。カートリッジホルダ４０は、薬剤カートリッジ４２を保持し、この薬剤カートリッジ４２は、軸に沿って前方に移動して薬剤カートリッジ４２から薬剤を排出することができるピストン４４を収容している。カートリッジホルダ４０は、図示しない両頭中空針を取り付けるためのねじ山４６をさらに備えている。中空針の一方の端部は薬剤カートリッジ４２の隔壁を貫通することができ、他方の端部は薬剤カートリッジ４２から排出された薬剤を患者の皮膚に送達することができる。
【0032】
ピストンロッド６は、ピストンロッドの前端部の最下部１４がピストン４４と係合して、ピストン４４を薬剤カートリッジ４２に沿って押すように、装置の軸２に沿って位置している。ピストンロッド６は、外部ねじ山８を含む。この外部ねじ山８は、対向する一対の平面によって中断されており、それによって、ピストンロッド６が非円形の断面を有している。
【0033】
ピストンロッドガイド４８は、少なくともカートリッジホルダ４０が取り付けられている間、ピストンロッドガイド４８がハウジング４に対して移動できないように、ハウジング４内に固定されている。ピストンロッドガイド４８は、中央開口部１０を規定し、ピストンロッド６が中央開口部１０を通って軸２に沿って摺動可能とされている。開口部１０はピストンロッド６の断面と相補的な非円形状を有し、これによりピストンロッド６がハウジング４に対する回転を阻止されている。
【0034】
ピストンロッド６は、ナット１６の穴を通過しており、ナット１６は、前方端部に内部ねじ山４９を含む。内部ねじ山４９は、ピストンロッド６の外部ねじ山８と係合している。硬質のチューブ１８は、ナット１６から後方に延び、ピストンロッド６を取り囲んでいるが、ピストンロッド６と係合はしていない。チューブ１８は、ナット１６に対して軸方向に移動可能であるが回転はできないように、ナット１６に連結されている。したがって、チューブ１８を回転させると、ナット１６も必ず回転する。図示された実施形態では、チューブ１８上の軸方向リブ５０が、ナット１６の内側の、図面では見えていない軸方向スロットと係合する。あるいは、リブをナットに設けると共に、スロットをチューブに設けてもよい。
【0035】
用量ダイヤルスリーブ２６は、ハウジング４の内部に入れ子状に配置されており、その外面に螺旋状のスリーブねじ山２７を含む。ハウジング４の内壁に設けられた１つ以上のねじ山部分５１は、スリーブねじ山２７と係合し、それにより、用量ダイヤルスリーブ２６がスリーブねじ山２７の螺旋経路に従ってハウジング４に対して移動できるようになっている。窓５２がハウジング４に設けられ、用量ダイヤルスリーブ２６が窓５２を通過して回転するときに用量ダイヤルスリーブ２６上の図示しない印を見ることができ、それによって設定された用量を使用者に示すことができるようになっている。用量ダイヤルスリーブ２６は、その後方端部の外周に並んで配置された歯５４を含む。用量ダイヤルスリーブ２６は、さらに、その後方端部の近くに内部フランジ５６を含む。
【0036】
略円筒形のコネクタ２０は、用量ダイヤルスリーブ２６の内部に同心状に配置されている。コネクタ２０は、その前方端部において、外部フランジ５８を含み、この外部フランジ５８から多数のラグ２４が半径方向外側に突出している。図示された実施形態では、ラグ２４の数は４つであるが、他の数も可能である。ラグ２４は、ハウジングの内部に設けられた、軸方向に整列した対応する数の直線トラック２２と係合し、それによって、コネクタ２０はハウジング４に対して軸方向に摺動可能であるが、回転することはできない。コネクタ２０は、その後方端部に向かって、段差６２を介して直径が小さくされており、縮径された首部６０を形成している。首部６０は、チューブ１８の外部表面と摺動係合している。コネクタ２０の段差６２は、用量ダイヤルスリーブ２６の内部フランジ５６の前面と軸方向に係合している。後述する第１のラチェット部９３は、コネクタ２０の首部６０に固定され、用量ダイヤルスリーブ２６の内部フランジ５６の後面と軸方向に係合している。これにより、用量ダイヤルスリーブ２６は、コネクタ２０と一緒に軸方向に移動するように拘束されるが、それらの間の相対回転は依然として可能である。
【0037】
第１の歯車２８は、コネクタ２０の内側で、ナット１６の外側に同心的な入れ子状に配置されている。アンカー片６４は、ハウジング４の内部で軸方向または回転方向の移動に対して固定されると共に、第１の歯車２８の前方端部と係合しており、それによって第１の歯車２８が軸方向への移動を阻止されているが依然として軸２周りを自由に回転するようになっている。第１の歯車２８の前方端部は多数のスロット６６によって分割されて、アンカー片６４とスナップ嵌合で係合するのに十分な可撓性を有する部分を形成している。第１の歯車２８は、第１の歯車２８の外側に設けられた螺旋ねじ山３１を含む第１のねじ山係合部によってコネクタ２０に連結されており、コネクタ２０の内側に設けられたねじ山部分６８によって係合されている。コネクタ２０は軸方向にのみ移動可能であり、第１の歯車２８は回転方向にのみ移動可能であることから、これらの２つの移動の相対速度は、第１の螺旋ねじ山３１のピッチｐ１によって決定されることが想起されるであろう。
【0038】
第２の歯車３０は、ナット１６と実質的に同一の直径を有する。第２の歯車３０は、軸２周りで同心状に、第１の歯車２８とチューブ１８との間に入れ子状に配置されており、ナット１６の後方に軸方向にオフセットされている。ナット１６と第２の歯車３０は、ナット１６が後方に移動すると、第２の歯車３０も後方に駆動されるが、第２の歯車３０はナット１６に対して依然として自由に回転できるように、互いに当接している。第２の歯車３０は、コネクタ２０の内側に設けられた螺旋ねじ山３２と係合する、第２の歯車３０の外側に設けられた短いねじ山部分７０を含む第２の係合部によって、コネクタ２０に連結されている。第２の歯車３０は、第１の歯車２８の内側に設けられた内方突起７２（図５参照）と係合する、第２の歯車３０の外側に設けられた軸方向の直線トラック３３を含む第３の係合部によって、第１の歯車２８に連結されている。これにより、第１および第２の歯車２８，３０は、軸方向に相対移動は可能であるが、相対回転は不可能とされている。ナット１６、第１の歯車２８、第２の歯車３０およびコネクタ２０の間の関係は、図１に関連して前述した歯車機構と同じであることが理解されるであろう。
【0039】
用量選択部７４は、装置の後方端部に設けられている。用量選択部７４のスカート７５は、外面に把持部７６が設けられており、それによって、使用者は用量選択部７４を回転させて所望の用量を設定することができる。用量選択部７４は、チューブ１８の後方端部に取り付けられており、用量選択部７４がチューブ１８に対して軸方向に短い距離を摺動可能であるが、相対回転は不可能とされている。図示された実施形態では、用量選択部７４の内部スリーブ７８は、チューブ１８の軸方向スロット８０と係合する軸方向リブ７９を含む。あるいは、リブをチューブに設けると共に、スロットを用量選択部に設けてもよい。
【0040】
用量選択部７４は、前方に延びて終端にフック８４を有するアーム８２によって装置上に保持されており、フック８４は用量ダイヤルスリーブ２６の後端の対応するフック８６の後ろにスナップ嵌合される。圧縮ばね８８は、用量選択部７４を、各フック８４，８６の間の係合によって停止するまで後方に付勢する。用量選択部７４のスカート７５は、その前方端部の内周に並んで配置された歯９０を含む。これらの歯９０は、用量ダイヤルスリーブ２６の外側の歯５４と相補的であり、これにより、用量選択部７４と用量ダイヤルスリーブ７６の各フック８４，８６が係合するとき、歯９０，５４の各組も互いに係合して用量選択部７４と用量ダイヤルスリーブ７６との間の相対回転を阻止するようになっている。
【0041】
圧縮ばね８８の前方端部は、第１、第２および第３のラチェット部９３，９４，９５を含むクリック機構としての二方向回転ラチェット組立体９２を支えている。第１のラチェット部９３は、コネクタ２０の首部６０に回転的に固定され、第３のラチェット部９５は、用量選択部７４に回転的に固定される。第２のラチェット部９４は、第１および第３ラチェット部９３，９５の間の回転カラーとして形成されている。ラチェット歯の第１の組は、第１および第２のラチェット部９３，９４の間の第１の角度方向への相対回転を許容するが、第２の反対角度方向への相対回転を許容しない。ラチェット歯の第２の組は、第２および第３のラチェット部９４，９５の間の第２の角度方向への相対回転を許容するが、第１の角度方向への相対回転を許容しない。ラチェット部９３，９４，９５は、圧縮ばね８８によって軸方向に圧縮されて維持されていることから、各組のそれぞれのラチェット歯が互いに通過するためには、クリック音と共に反発する前に、まず圧縮ばね８８の力に逆らって軸方向に移動しなければならない。ラチェット歯の角度間隔は、各クリック音が設定された用量に追加された、または設定された用量から除去された単位に相当するように選択され得る。
【0042】
次に、図示された装置の操作を説明する。
【0043】
図５は、新しい用量（必ずしも最初の用量ではない）が設定される前の、初期構成における装置を示す。ナット１６、コネクタ２０、第１の歯車２８、第２の歯車３０および用量ダイヤルスリーブ２６は全て、可能な限り前方に位置しており、用量ダイヤルスリーブ２６は、窓５２を通してゼロの設定用量を表示している。操作の用量設定モードでは、圧縮ばね８８は、用量選択部７４を、各フック８４，８６の係合によってそれ以上の移動が阻止されるまで、用量ダイヤルスリーブ２６に対して後方に押すように伸長されている。これにより、各歯５４，９０も係合して、用量選択部７４を用量ダイヤルスリーブに対して回転方向にロックする。用量選択部７４が後方に変位していることから、チューブ１８はある程度軸方向に移動する自由を有するが、用量選択部７４およびナット１６に対して回転方向にロックされたままである。
【0044】
使用者が用量選択部７４を第１の角度方向に回転させて設定用量を増加させると、用量選択部７４に対して回転方向にロックされている用量ダイヤルスリーブ２６は、同じ角度だけ回転し、設定された新しい用量を示すために窓５２を通じて一連の印を表示する。用量ダイヤルスリーブ２６は、同時にスリーブねじ山２７に従って、ハウジングに対してスリーブねじ山２７のピッチによって決定される軸方向距離（「第２の軸方向距離」ｄ２）だけ後方に移動する。前述したように、コネクタ２０は、用量ダイヤルスリーブ２６と一緒に軸方向に移動するように拘束されている。圧縮ばね８８の力の下で、用量選択部７４のフック８４は、用量ダイヤルスリーブ２６のフック８６との係合を維持していることから、用量選択部７４も用量ダイヤルスリーブ２６の移動に追従して同じ軸方向距離ｄ２だけ移動する。一方、第３のラチェット部９５は、用量選択部７４と一緒に回転する。第２のラチェット部９４は、第１のラチェット部９３に対してこの方向に回転することができず、その結果、コネクタ２０に、ひいてはハウジングに対して回転方向にロックされたままである。したがって、第３のラチェット部９５は、第２のラチェット部９４上をカチッと越えて、使用者に、設定されている用量を可聴音および触覚でさらにフィードバックする。
【0045】
使用者が用量選択部７４を回しすぎて、設定された用量を減らしたい場合、単に用量選択部７４を反対の角度方向に回せばよく、用量ダイヤルスリーブ２６は、スリーブねじ山２７に従ってハウジング４内にねじ戻され、窓５２を通じて新しい、減少した用量を表示する。用量選択部７４がこの第２の角度方向に回されると、第２および第３のラチェット部９４，９５が用量選択部７４と一緒に回転すると共に、第２のラチェット部９４が回転しない第１のラチェット部９３上をカチッと越えて、設定用量の変化を可聴音および触覚でフィードバックする。
【0046】
用量選択部７４は硬質のチューブ１８に対して回転方向にロックされており、この硬質のチューブ１８はナット１６に対して回転方向にロックされていることから、用量選択部７４がいずれかの方向へ回転すると、ナット１６も同じ角度だけ回転する。ナット１６は、ピストンロッドねじ山８に沿って軸方向距離ｄ１だけ移動する。この軸方向距離ｄ１は、ピストンロッドねじ山８のピッチによって決定され、用量ダイヤルスリーブ２６および用量選択部７４が移動する軸方向距離ｄ２よりも小さい。軸方向の差動運動は、チューブ１８がナット１６および／または用量選択部７４に対して軸方向に摺動することによって調整される。
【0047】
ナット１６の前方または後方への軸方向移動は、第２の歯車３０に伝達されるが、回転移動は伝達されない。これにより、図１に関連して前述した歯車機構が作動し、軸方向距離ｄ１だけ移動するナット１６および第２の歯車３０の軸方向移動と、より大きな軸方向距離ｄ２だけ移動するコネクタ２０の移動との差を、第１および第２の歯車２８，３０の共回転および相対的な軸方向移動によって調整する。
【0048】
所望の用量が設定されたら、使用者は用量選択部７４を前方に押して設定された用量を注入する。用量選択部７４は、まず、圧縮ばね８８の力に逆らって用量ダイヤルスリーブ２６に対して軸方向に移動し、各歯９０，５４の係合を解除して用量選択部７４と用量ダイヤルスリーブ２６が互いに相対回転できるようにする。用量選択部７４の用量ダイヤルスリーブ２６に対する軸方向移動は、用量選択部７４の内部スリーブ７８の端部がラチェット組立体９２と当接するまで、または圧縮ばね８８が完全に圧縮されるまで継続される。したがって、各ラチェット部９３，９４，９５は、軸方向への移動を阻止されることから、互いをカチッと越えることができず、用量選択部７４は、コネクタ２０に対する相対回転を阻止される。装置は、現在、用量送達モードである。
【0049】
用量選択部７４に加えられた更なる力は、ラチェット組立体９２を介して（回転することなく）コネクタ２０の首部６０に直接伝達され、コネクタ２０を軸方向前方に摺動させて初期位置に戻す。歯車機構は、今度は逆に作動し、それによって、距離ｄ２だけ移動するコネクタ２０の前方への軸方向移動は、第１の歯車２８を介して、距離ｄ１だけ移動する第２の歯車３０の前方への軸方向移動に変換される。第２の歯車３０は、ナット１６を同じ距離だけ前方に押して軸方向の初期位置に戻す。ピストンロッドねじ山８は、自動ロック式であってもよく、それによって、ナット１６に軸方向の力を加えても、ねじ山８に沿って回転しないようにできる。いずれにしても、ナット１６は、この用量送達モードでは回転していない用量選択部７４に対して、チューブ１８を介して回転方向にロックされたままである。したがって、ナット１６は回転することなく前方に移動し、ナット１６はまた、ピストンロッド６を駆動し、ピストンロッド６は、設定用量に比例する軸方向距離ｄ１だけ、回転することなく前方へ移動する。
【0050】
用量選択部７４に加えられた軸方向の力はまた、第１のラチェット部９３を介して用量ダイヤルスリーブ２６の内部フランジ５６に伝達される。これにより、用量ダイヤルスリーブ２６が駆動されて前方に移動する。この前方への移動は、スリーブねじ山２７の回転停止によって規定される初期位置に戻るまで、用量ダイヤルスリーブ２６がスリーブねじ山２７に従って同時に回転することによって可能である。
【0051】
用量が送達され、ナット１６、コネクタ２０および用量ダイヤルスリーブ２６が軸方向の初期位置に戻ると、用量選択部７４への圧力が解放され得る。次いで、圧縮ばね８８は、用量選択部７４を図５に示す初期位置に戻す。装置は、薬剤カートリッジ４２内の薬剤の供給がなくなるまで、さらなる用量を設定し送達するために使用され得る。
【0052】
上述の装置は、本発明から逸脱することなく、様々な方法で変更可能である。例えば、図示された二方向ラチェット９２の代わりに、代替のクリック機構は、対称三角形の歯の２つの互いに向かい合ったリングを含んでもよい。２つのリングは、用量設定モード中に用量選択部７４がいずれかの方向に回転するときに、圧縮ばね８８の力に逆らって移動して互いをカチッと越えることができる。用量送達モードの間、圧縮ばね８８は圧縮され、歯は互いに締め付けられて、用量選択部７４とコネクタ２０との間の相対回転を防止する。
【0053】
薬剤カートリッジ４２内に残存する薬剤の量よりも多い用量が設定されることを防止するための手段が提供されてもよい。例えば、ピストンロッド６に頭部を設けて、ピストンロッドの頭部とナットのねじ山４９の初期位置との間の軸方向距離が、残存する薬剤の尺度となるようにしてもよい。そして、残存する薬剤の量がゼロに近づくと、ピストンロッドの頭部とナットのねじ山４９の初期位置との間の軸方向距離もゼロに近づくことになる。その次の用量設定モードの間、当該頭部により、ナット１６が、残存する薬剤の量よりも多い用量が設定されるほどに大きく後退することが防止される。
【0054】
装置が、空の薬剤カートリッジ４２を満液の薬剤カートリッジと交換できるように、再使用可能であることが意図されている場合、ピストンロッド６を容易に初期位置に戻すためのリセット機構が設けられていてもよい。例えば、リセット機構により、カートリッジホルダ４０を取り外したときにピストンロッドガイド４８がハウジング４から回転的に離脱可能となっていてもよい。これにより、ピストンロッド６をナット１６に対して回転させ、それによってピストンロッド６をピストンロッドねじ山８に沿ってねじ戻し、交換カートリッジからの最初の用量を送達する前に所定の位置に戻すことができる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図4a】
【図4b】
【図4c】
【図4d】
【図5】
【図6】
【国際調査報告】