KR20050032096A - 복귀 잠금식 피스톤 로드를 구비한 투여 장치 - Google Patents

복귀 잠금식 피스톤 로드를 구비한 투여 장치 Download PDF

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KR20050032096A
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piston rod
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프리츠 컬치호퍼
토마스 거트너
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테크파르마 리첸싱 아게
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Abstract

본 발명은 유체 제품을 투여하기 위한 투여 장치를 제공하며, 이 투여 장치는
a) 제품용 저장조를 구비한 케이싱(1, 3, 11)과,
b) 제품을 투여하기 위하여 전진 방향으로 이동할 수 있게 저장조 내에 수납되는 피스톤(2)과,
c) 상기 피스톤에 전진 방향(V)으로 작용하여 제1 잠금 수단(6, 7)을 형성하는 피스톤 로드(40)와,
d) 상기 케이싱(1, 3, 11)에 대해 전진 방향(V)과 반대 방향으로 상대 이동할 수 없는 제2 잠금 수단(8)과,
e) 연속적으로 배치된 제1 잠금 요소에 의해 형성되고, 전진 방향(V)으로 연장되며, 잠금 수단(6, 7, 8) 중 하나에 의해 형성되는 잠금 요소의 열(6)과,
f) 다른 잠금 수단(6, 7, 8)에 의해 형성되고 상기 잠금 요소의 열(6)과 맞물리는 제2 잠금 요소(8)로서, 상기 잠금 요소의 열(6)의 잠금 요소의 간극에 맞물리는 것인 제2 잠금 요소(8)
를 포함하며,
g) 상기 제2 잠금 요소(8)는 피스톤 로드(40)가 탄성력에 저항하여 전진 방향(V)으로 운동함으로써 맞물림 해제되게 이동하지만, 맞물린 상태에서는 피스톤 로드(40)가 탄성력보다 큰 저항력에 의해 전진 방향(V)과 반대 방향으로 이동하는 것을 방해하여, 피스톤 로드(40)가 전진 방향(V)과 반대 방향으로 이동하는 것을 방지하며,
h) 상기 제1 잠금 수단(6)은 전진 방향(V)에 대하여 전단부에 잠금 보호 요소(7)를 형성하고 및/또는 상기 제2 잠금 수단(8)은 전진 방향(V)에 대하여 후단부에 잠금 보호 요소(7)를 형성하며, 상기 잠금 보호 요소(7)는 저항력보다 큰 잠금 힘에 의해 피스톤 로드(40)가 전진 방향(V)과 반대 방향으로 이동하는 것을 방해한다.

Description

복귀 잠금식 피스톤 로드를 구비한 투여 장치{ADMINISTRATION DEVICE COMPRISING A PLUNGER ROD WITH A RETURN LOCK}
본 발명은 유체 제품을 투여하기 위한 투여 장치에 관한 것이다. 주요 적용 영역은 인체용 약품의 분야이다. 그러나, 확대된 분야의 용례로는 미용 및 수의용 약품도 포함된다. 특히, 본 발명은 장치의 사용자가 해당 제품을 스스로 투약할 수 있게 하는 자가 투여식 투여 장치에 관한 것이다. 2가지 주요한 예를 들면, 자가 투여는, 예컨대 당뇨 치료 또는 성장 호르몬 투여에 일반적인 것이다.
제품을 제품 저장조로부터 이송하고 피스톤을 이용하여 투여하는 소위 주입 펜(injection pen) 형태의 주입 장치가 특히 자가 투여에 적합한 것으로 되고 있다. 피스톤은 피스톤 로드를 매개로 동작된다. 피스톤 로드는 구동 장치와 맞물려 있으므로, 구동 장치를 동작시킴으로써 피스톤 로드를 이동시키고, 이 피스톤 로드와 피스톤을 함께 전진 방향으로 이동시킬 수 있으며, 그에 따라 제품을 이송한다. 통상적인 타입의 피스톤 로드는 치형 로드이다. 치형 로드는 치형 로드의 종방향으로 연장되는 적어도 1열의 톱니를 포함한다. 적어도 1열의 톱니는 피스톤 로드를 전진 방향으로 이동시킬 수 있어야 하며, 구동 장치와의 맞물림부를 형성할 수 있다. 피스톤 로드는 일반적으로 피스톤 로드가 전진 방향과 반대 방향으로 이동할 수 없는 때에 치형 로드로서 형성된다. 이러한 목적을 위하여, 톱니의 열은 잠금 수단(blocking means)과 연동하며, 이 잠금 수단은 톱니의 열과 맞물려서, 방해받지 않는 작동 중에 피스톤 로드가 있을 것으로 예상되는 임의의 축방향 위치로 피스톤 로드가 복귀 운동하는 것을 저지한다. 적어도 1열의 톱니가 복귀 잠금부(returning block)로서 기능하기 때문에, 치형 로드로서 형성된 피스톤 로드를 구비하는 투여 장치는 통상적으로 일단 저장조가 완전히 비워지면 완전히 또는 부분적으로 폐기되는 장치이다.
치형 로드로서 형성된 피스톤 로드가 정확하게 설치되는 것을 보장하기 위해서는, 이러한 피스톤 로드가 투여 장치 제조업자 자체에 의해서만 장치에 설치되어야만 한다. 한편으로 복귀 잠금부의 임계적 상호 작용과, 피스톤 로드와 구동 장치 또는 실제로는 투약 기구와의 맞물림에 기인하여, 이러한 피스톤 로드를 설치할 때에, 특히 피스톤 로드를 사용자 자신이 설치하는 경우에 오류가 발생할 수 있다. 피스톤 로드를 사용자 자신이 설치할 경우에는, 피스톤 로드가 그에 맞물리는 투여 장치의 부품에 대하여 정확하게 설치되지 않을 위험이 있다.
도 1은 주입 장치의 저장조 모듈의 2개의 부품을 도시하고,
도 2는 주입 장치의 종단면도를 도시하고,
도 3은 본 발명에 개시된 바와 같은 피스톤 로드의 종단면도를 도시하고,
도 4는 피스톤 로드의 일부의 확대 단면도를 도시하고,
도 5는 피스톤 로드용 잠금 수단의 정면도를 도시한다.
따라서, 본 발명의 목적은 사용자가 공지의 투여 장치보다 신뢰성 있게 투여 장치의 피스톤 로드를 조종하는 것을 저지하는 것이다.
본 발명은 주입 가능한 제품을 투여하는 투여 장치에 관한 것으로, 이 투여 장치는 제품용 저장조를 구비하는 케이싱과, 저장조 내에서 전진 방향으로 이동할 수 있는 피스톤과, 전진 방향으로 이동하여 피스톤에 작용할 수 있는 피스톤 로드와, 피스톤 로드가 전진 방향과 반대 방향으로 이동하는 것을 저지하는 역할을 하는 잠금 기구를 포함한다. 잠금 기구는 피스톤 로드에 의해 형성되는 제1 잠금 수단과 케이싱에 대해 전진 방향과 반대 방향으로 이동할 수 없는 제2 잠금 수단으로 구성되거나 이들 수단을 구비하며, 이들 2개의 잠금 수단은 서로 영구적으로 맞물린다. 제2 잠금 수단은 케이싱에 대해 전진 방향으로도 상대 이동할 수 없는 것이 바람직하다.
제1 잠금 수단은 바람직하게는 피스톤 로드와 일체로 형성된다. 피스톤 로드는 플라스틱으로, 특히 원래의 성형 공정에서 바람직하게는 사출 성형 부품으로서 제조될 수 있다. 제2 잠금 수단은 케이싱과 별개로 형성되어 케이싱에 적절하게 연결될 수도 있지만, 바람직하게는 케이싱 섹션과 직접적으로 일체로 형성된다. 또한, 제2 잠금 수단도 이러한 목적에 적합한 원래의 성형 공정, 특히 사출 성형 공정에서 플라스틱으로 제조될 수 있다.
잠금 수단 중 하나는 전진 방향으로 연속적으로 배치된 적어도 1열의 제1 잠금 요소를 구비한다. 상기 제1 잠금 요소 열(row)은 이하에서는 잠금 요소 열로서 지칭한다. 다른 잠금 수단은 상기 잠금 요소 열의 인접 제1 잠금 요소들 사이에 남겨지는 단일의 간극 또는 복수의 간극과 맞물리는 적어도 하나의 제2 잠금 요소를 구비한다. 잠금 요소 열은 특히 톱니 열일 수 있으며, 바람직하게는 공지의 치형 로드로부터 알고 있는 것과 같은 치형 톱니 열일 수 있다. 잠금 요소 열과 제2 잠금 요소는 바브(barb)의 원리를 기초로 복귀 잠금부를 형성하여, 피스톤 로드가 복귀하는 것, 즉 전진 방향과 반대 방향으로 이동하는 것을 방지한다.
전진 방향으로 이동할 수 있도록 하기 위하여, 적어도 하나의 제2 잠금 요소는 탄성력에 저항하여 잠금 요소 열과의 맞물림이 해제되도록 이동할 수 있다. 그러나, 제2 잠금 요소와 잠금 요소 열 사이의 맞물림은 전진 방향에 대하여 극복되어야 하는 탄성력보다 훨씬 큰 저항력에 의해 피스톤 로드의 복귀 운동을 저지한다. 탄성력을 발생시키기 위하여, 제2 잠금 요소는 바람직하게는 탄성적으로 구부러지도록 형성된다. 그러나, 원리적으로는 제2 잠금 요소도 별도의 스프링 요소에 탄성적으로 지지될 수 있다. 복귀 이동을 저지하기 위한 저항력은 잠금 요소 열과 제2 잠금 요소 사이의 포지티브 로크(positive lock)를 기초로 한다.
잠금 요소 열과 제2 잠금 요소 사이의 연동은 피스톤 로드가 복귀하는 것은 저지하지만, 전진 방향으로 이동하는 것은 허용하도록 의도되므로, 복귀 운동을 저지하는 저항력에 대하여 제한이 설정된다. 따라서, 사용자가 2개의 잠금 수단 사이의 연동에도 불구하고 피스톤 로드를 후퇴시키거나, 심지어 잠금 수단이 완전히 해제되기에 충분할 정도로 피스톤 로드를 후퇴시키는 것을 일반적으로 생각할 수 있다.
본 발명에 따르면, 전술한 바와 같은 후퇴는 제1 잠금 수단에 의해 전진 방향에 대하여 전단부에 형성되거나 또는 제2 잠금 수단에 의해 전진 방향에 대하여 후단부에 형성된 잠금 보호 요소(block securing element)에 의해 방지되며, 이 잠금 보호 요소는 전술한 저항력보다 큰 잠금 힘에 의해 피스톤 로드가 전진 방향과 반대 방향으로 이동하는 것을 억제한다. 또한, 이러한 잠금 보호 요소는 제1 잠금 수단의 전단부와 제2 잠금 수단의 후단부 각각에 형성될 수도 있지만, 이것이 필수적인 것은 아니다. 제1 및/또는 제2 잠금 수단은 각각 복수의 잠금 보호 요소를 포함할 수도 있다.
잠금 보호 요소는 바람직하게는 잠금 요소 열의 일단에 형성된다. 잠금 요소 열은 바람직하게는 피스톤 로드 상에 형성되는데, 즉 잠금 요소 열은 바람직하게는 제1 잠금 수단 또는 제1 잠금 수단의 적어도 일부를 형성한다. 잠금 보호 요소가 피스톤 로드에, 바람직하게는 피스톤 로드와 일체로 형성되어 있는 경우에, 잠금 보호 요소는, 제1 잠금 요소가 잠금 요소 열을 형성하는가 제2 잠금 요소를 형성하는 가에 상관없이 그와 같이 형성된 제2 잠금 요소 또는 잠금 요소 열의 전방에 배치된다. 잠금 보호 요소가 제2 잠금 수단의 구성 요소인 경우에, 잠금 보호 요소는, 제2 잠금 수단이 잠금 요소 열을 형성하는가 제2 잠금 요소를 형성하는 가에 상관없이 그와 같이 형성된 제2 잠금 수단 또는 잠금 요소 열의 뒤에 있다.
잠금 힘을 발생시키기 위하여, 잠금 보호 요소는 피스톤 로드가 케이싱 또는 케이싱 섹션으로부터 분리되는 것을 저지하도록 반대측 잠금 보호 요소(securing counter element)와 연동한다. 바람직한 실시예에 따르면, 잠금 보호 요소는 잠금 요소 열 또는 보다 바람직하게는 제2 잠금 요소와 연동하므로, 잠금 힘을 발생시키기 위하여 맞물림을 위한 추가의 반대측 잠금 보호 요소는 필요로 하지 않지만, 그러한 실시예로 한정되는 것은 아니다. 잠금 보호 요소는 특히 잠금 요소 열을 형성하는 제1 잠금 요소의 방식으로 형성될 수 있으며, 이는 제2 잠금 요소와 용이하게 연동한다. 그러나, 잠금 보호 요소가 제2 잠금 요소의 방식으로 형성되는 바람직한 실시예에 따르면, 잠금 보호 요소가 잠금 요소 열과 연동할 수 있도록 하는 것도 가능하다.
피스톤 로드를 용이하게 설치하기 위하여, 잠금 보호 요소가 피스톤 로드의 전진 방향 이동을 허용하는 것이 바람직하다. 따라서, 잠금 보호 요소는 본질적으로 잠금 요소 열 및 제2 잠금 요소와 유사한 반대측 잠금 보호 요소와 연동해야 한다. 잠금 힘을 발생시키도록 연동하는 잠금 보호 요소와 반대측 잠금 보호 요소 사이에 탄성 가요성이 존재해야 하며, 이러한 탄성 가요성은 피스톤 로드가 전진 방향으로 이동할 때에 반대측 잠금 보호 요소를 잠금 보호 요소 상에서 미끄러질 수 있게 한다. 피스톤 로드가 전진 방향으로 이동할 때 잠금 보호 요소와 반대측 잠금 보호 요소가 서로 미끄러질 수 있도록 하기 위하여 가해야 하는 힘은 상기 탄성력보다 크지만, 다른 한편으로 상기 저항력보다는 훨씬 작아야 한다.
잠금 보호 요소는 잠금 요소 열과 제2 잠금 요소가 분리되는 것을 방지하도록 잠금 요소 열 및 제2 잠금 요소에 대하여 배치되는 것이 바람직하다. 잠금 보호 요소가 잠금 요소 열의 두 단부 중 한 단부에 배치되어 있으면, 잠금 보호 요소는 가장 인접한 제1 잠금 요소로부터의 거리가 임의의 2개의 가장 인접한 연속적인 제1 잠금 요소 사이의 거리와 동일해야 하며, 피스톤 로드의 축방향 위치가 항상 확실하게 규정되는 것을 보장한다. 잠금 보호 요소는 특히 잠금 요소 열의 연장부에 배치되는 것이 바람직한데, 이 경우에 잠금 힘을 발생시키는 제2 잠금 요소가 제1 잠금 요소와 동일한 방식으로 잠금 보호 요소와 연동할 수 있기 때문이다. 잠금 보호 요소가 제2 잠금 요소의 방식으로 형성되고 잠금 힘이 잠금 요소 열의 연동에 의해 발생되는 경우에, 제2 잠금 요소와 잠금 보호 요소는 전진 방향으로 서로 떨어져 있는 거리가 잠금 요소 열의 길이에 대응하는 길이를 나타내야 한다.
일 실시예에 따르면, 피스톤 로드는 나사 형성 섹션을 구비하며, 나사 형성 너트와 나사 결합되어 투약 기구 또는 투약 기구의 일부를 형성한다. 바람직한 실시예에 따르면, 전진 방향으로 연장되는 공동이 나사 형성 섹션에 형성되어 있고, 잠금 수단 중 하나, 바람직하게는 잠금 요소 열이 상기 공동 내에 배치되어 있다. 잠금 보호 요소도 공동 내에 배치되는 것이 바람직하다. 잠금 수단과 공동 내에 배치되어 있는 잠금 보호 요소는 최대로 나사의 기부(root)까지 반경 방향으로 연장되고, 바람직하게는 상기 잠금 수단과 잠금 보호 요소는 반경 방향으로 나사 기부의 약간 뒤에 남게 된다. 공동이 전진 방향 또는 전진 방향과 반대 방향으로 나사 형성 섹션을 넘어서 연장되고, 해당 잠금 수단 및/또는 잠금 보호 요소가 나사 형성 섹션의 외측의 리세스(recess)에 배치되는 경우에, 이것은 동일하게 적용되는데, 즉 해당 잠금 수단 및/또는 잠금 보호 요소는 나사의 기부에 걸쳐 연장되는 피스톤 로드의 표면 외측 영역을 넘어서 돌출하지 않는다. 그러나, 원리적으로, 피스톤 로드는 나사부가 없는 치형 로드로서 형성될 수도 있고 투약을 위한 다른 수단을 구비할 수도 있다.
본 발명은 피스톤과 피스톤 로드에 의해 제품을 투여하는 것을 기초로 하는 임의의 타입의 투여 장치로서 구현될 수 있다. 그러나, 사용된 제품 저장조를 다시 채워서 사용하지 않는 장치에 이용되는 것이 특히 유리하다. 특히, 본 발명은 소위 반-1회용 펜(semi-disposable pen)에 대하여 유리하다. 이들 펜은 저장조 모듈과 투약 및 작동 모듈을 구비하는 주입 장치이며, 바람직하게는 단지 2개의 모듈로만 이루어진다. 저장조 모듈은 일단 저장조 내에 수용된 제품을 모두 사용한 후에는 폐기되는 반면에, 투약 및 작동 모듈은 새로운 저장조 모듈과 함께 지속적으로 사용되도록 제공된다. 따라서, 투여 장치의 고품질 및 고가의 부품은 투약 및 작동 모듈에 조립된다. 저장조 모듈은 제한이 없는 수의 투약량 선택 및 제품 이송 절차에 사용하도록 의도되지 않으므로, 그 저장조 모듈에 조립된 부품은 저렴하게 제조될 수 있다. 투여 장치를 제한된 수의 제품 이송을 위해서만 마련되는 저장조 모듈과, 투약 절차 및 제품 이송의 수와 관련해서 제한이 없는 투약 및 작동 모듈로 분리하는 것은 그러한 투여 장치의 비용/가치 비율을 최적화하기 위한 새로운 가능성을 제시한다.
바람직한 실시예는 종속항에 또한 개시되어 있다.
본 발명의 예시적인 실시예를 도면을 참고로 이하에서 설명한다. 예시적인 실시예에서 설명되는 도면은 각각 개별적으로, 그리고 조합으로 청구범위의 주제를 유리하게 전개한다.
도 1은 서로 연결되어 주입 장치의 저장조 모듈(10)을 형성하는 저장조 부품(1)과 기구 홀더(3)를 도시하고 있다. 저장조 부품(1)은 원형 횡단면을 갖는 실질적으로 중공의 실린더이며, 그 전단부에 주입 바늘용 바늘 홀더에 연결되는 연결 영역을 포함한다. 저장조 부품(1)은 바람직하게는 앰플에 의해 형성되는 저장조 용기를 수용하는 역할을 한다. 저장조 용기는 주입 가능한 제품, 예컨대 인슐린 또는 성장 호르몬으로 채워진다. 저장조 용기의 전단부에 있는 출구는 멤브레인에 의해 유밀식으로 밀봉되어 있다. 바늘 홀더가 저장조 부품(1)의 전단부에 고정되어 있는 때에, 주입 바늘의 후방부는 멤브레인을 관통하므로, 주입 바늘의 선단과 저장조 사이에 유체 접속이 확립된다. 축방향으로 출구와 반대쪽에 있는 저장조 용기의 후단부는 피스톤에 의해 유밀식으로 밀봉되며, 이 피스톤은 종방향 축선(L)을 따라 저장조 용기의 출구를 향하여 이동될 수 있으므로, 제품을 저장조 용기의 밖으로 밀어낸다. 기구 홀더(3)의 후단부에서 저장조 부품(1)으로부터 멀어지게 기구 홀더(3) 내로 돌출하는 피스톤 로드(4)를 도 1에서 볼 수 있으며, 이 피스톤 로드는 종방향 축선(L)을 따라 지시되는 전진 방향(V)으로 저장조 출구를 향하여 이동할 수 있도록 기구 홀더(3)에 의해 장착되어 있다.
도 2는 주입 장치의 후방부의 종단면도를 도시하고 있다. 주입 장치는 저장조 모듈(10)과, 투약 및 작동 모듈(20)에 의해 형성되어 있다. 저장조 모듈(10)의 후단부를 도 1에서 볼 수 있다. 저장조 용기는 물품으로 완전히 채워져 있으므로, 피스톤(2)의 후방부만을 여전히 볼 수 있다. 피스톤 로드(4)는 전단부를 매개로 피스톤(2)을 압박하여, 피스톤(2)을 전진 방향(V)으로 저장조 출구를 향하여 전진시킨다. 종방향 축선(L)은 피스톤(2)과 피스톤 로드(4)의 병진 운동 축선이다. 피스톤 로드(4)는 기구 홀더(3)에 의해 유지되므로, 일단 특정의 저항이 극복되면 전진 방향(V)으로 이동할 수 있지만, 전진 방향(V)과 반대 방향으로는 이동할 수 없다.
전진 방향(V)과 반대 방향으로의 피스톤 로드(4)의 역방향 이동은 피스톤 로드(4)에 형성된 제1 잠금 수단과, 이 제1 잠금 수단과 상호 협동하는 기구 홀더(3)에 의해 형성된 제2 잠금 수단에 의해 저지된다. 제1 잠금 수단은 2열의 톱니(6)로 구성되고, 이들 톱니는 서로 반대쪽을 향하게 피스톤 로드(4)의 양측에서 축방향으로 연장된다. 2열의 톱니(6)는 규칙적인 축방향 피치로 연속적으로 배치된 치형 톱니(serrated teeth)로 이루어진다. 제2 잠금 수단은 기구 홀더(3)에 형성된 2개의 잠금 설형편(8)으로 이루어지고, 각 설형편은 2열의 톱니 중 하나의 열에 대향하고, 각각의 설형편은 2개의 인접 톱니 사이에 남겨지는 톱니(6)의 대향 열의 톱니 간극(tooth gap)에 전진 방향(V)에 대해 횡방향으로 맞물려 있다. 2열의 톱니(6)의 치형 톱니는 전진 방향(V)으로 기울어져 있으므로, 피스톤 로드(4)가 전진 방향(V)으로 병진 이동할 수 있게 한다. 잠금 설형편(8)은 전진하는 치형 톱니에 의해 그들 설형편의 복원 탄성력에 저항하여 외측으로 각각 구부러진다. 그러나, 치형 톱니의 후단부는, 잠금 설형편(8) 사이의 맞물림에 의해 역방향 이동이 방지되도록 형성되어 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 2열의 톱니(6)의 치형 톱니는 그들의 후단부에서 종방향 축선(L)에 수직으로 뾰족하다. 톱니 간극에 맞물리는 설형편(8)에 저항하여 피스톤 로드(4)를 전진 방향(V)과 반대 방향으로 후퇴시킬 수 있도록 하기 위하여, 전진 방향(V)의 이동과 반대 방향의 탄성력보다 현저하게 큰 각 잠금 설형편(8)의 저항력을 극복해야만 한다. 잠금 설형편(8)은 피스톤 로드(4)에 대하여 오목한 아치 형태로 구부러져야 하며, 그러한 형상에 있어서 맞물림 해제되게 더욱 외측으로 구부러져야 한다.
투약량 세팅 부재(9)가 또한 기구 홀더(3) 내에 수납되어 있다. 투약량 세팅 부재(9)는 나사 형성 너트로서 형성되어 있다. 투약량 세팅 부재의 암나사(9t)는 피스톤 로드(4)의 투여 나사부(5)와 나사 결합된다. 피스톤 로드(4)는 기구 홀더(3)에 의해 전진 방향(V)으로 선형으로 안내되고, 종방향 축선(L)에 대한 회전에 저항하여 고정되어 있다. 투약량 세팅 부재(9)는 기구 홀더(3)에 의해 축방향으로 또한 안내되지만, 종방향 축선(L)을 중심으로 기구 홀더(3) 및 피스톤 로드(4)에 대하여 회전 운동을 행할 수 있다. 피스톤 로드(4)와 투약량 세팅 부재(9)는 스핀들 드라이브를 형성하여, 투여될 제품의 투약량을 선택한다.
저장조 부품(1)과 기구 홀더(3)는 서로 연결되어 있고, 회전 및 이동에 저항하여 고정되어 있으며, 함께 주입 장치의 저장조 모듈(10)을 형성한다. 따라서, 저장조 모듈(10)은 투약량 세팅 부재(9)와 잠금 설형편(8)에 의해 유지되는 피스톤 로드(4)를 또한 구비한다. 저장조 부품(1)과 기구 홀더(3)는 함께 주입 장치의 전방 케이싱 섹션을 형성한다. 이 전방 케이싱 섹션에 후방 케이싱 섹션(11)이 연결되어 있고, 이 후방 케이싱 섹션은 회전 및 이동(shift)에 저항하여 고정되어 있다. 후방 케이싱 섹션(11)은 투약 및 작동 요소(12)용 캐리어를 형성하고, 투약 및 작동 요소(12), 디스플레이 수단(17) 및 주입 장치의 다른 부품과 함께 투약 및 작동 모듈(20)을 형성한다.
투약량 세팅 부재(9) 및 피스톤 로드(4)를 제외하고, 주입 장치의 투약 및 작동 장치는 제품 투약량을 선택하고 주입 장치를 작동시키기 위한 다른 부품을 구비한다. 특히, 투약 및 작동 장치는 투약 및 작동 요소(12)와, 제품 투약량을 선택하고 선택된 제품 투약량을 표시하는 계수 및 디스플레이 수단(17)을 구비한다. 특히, 계수 및 디스플레이 수단(17)은 투약 및 작동 모듈(20)을 고품질로 되게 하므로, 주입 장치의 고가의 부품으로 된다. 비교적 저렴한 저장조 모듈(10)은 1회용 모듈로서 설계되어, 일단 저장조가 비워지면 폐기되거나 제조업자에 의해 재가공되지만, 투약 및 작동 모듈(20)은 지속적으로 새로운 저장조 모듈(10)과 함께 반복 사용되도록 의도된다.
제품 투약량을 선택하기 위하여, 투약 및 작동 요소(12)는 종방향 축선(L)을 중심으로 회전할 수 있으며, 또한 후방 케이싱 섹션(11)에 의해 장착되므로, 투약 및 작동 요소는 종방향 축선(L)을 따라 전진 방향(V) 또는 전진 방향과 반대 방향으로 선형으로 이동할 수 있다. 투약 및 작동 요소(12)는 중공의 실린더이고, 전방 섹션을 매개로 피스톤 로드(4)를 둘러싸며, 이 피스톤 로드를 매개로 슬리브 형상의 투약량 세팅 부재(9) 내로 또한 돌출한다. 투약 및 작동 요소(12)의 후방 섹션은 후방 케이싱 섹션(11)의 후단부를 넘어서 돌출하고, 캡(14)에 의해 밀봉되어 있다.
복원 스프링(16)은 투약 및 작동 요소(12)를 전진 방향과 반대 방향으로 도 2에 도시된 후방 축방향 위치로 탄성적으로 인장시키며, 이러한 후방 축방향 위치는 이하에서 초기 위치로서 지칭한다. 초기 위치에서는, 투약 및 작동 요소(12)를 종방향 축선(L)을 중심으로 회전시킴으로써 투약량을 선택할 수 있다. 그 후, 초기 위치로부터도, 투약 및 작동 요소(12)를 전진 방향(V)으로 축방향으로 이동시킴으로써 선택된 제품 투약량을 제공할 수 있다.
투약량 세팅 부재(9)와 투약 및 작동 요소(12)는 서로에 대해 축방향으로 선형으로 안내되고 서로 연결되어 있으므로, 이들 부품은 종방향 축선(L)을 중심으로 회전할 수 없다. 투약 및 작동 요소(12)가 회전 이동하는 경우에, 투약량 세팅 부재(9)는, 한편으로 투약 및 작동 요소(12)에 대한 비회전 연결과, 다른 한편으로 잠금 수단(8)에 의해 유지되며 기구 홀더(3)에 대해 상대 회전할 수 없는 피스톤 로드(4)와의 나사 결합에 기인하여, 종방향 축선(L)을 중심으로 하는 회전 운동 성분과 종방향 축선(L)을 따른 병진 운동 성분으로 이루어지는 운동을 하도록 설정된다.
후방의 맞닿는 영역을 매개로 하여, 투약량 세팅 부재(9)는 투약 및 작동 요소(12)용의 병진 운동 스토퍼(9c)를 형성한다. 투약량 세팅 부재(9)에 대한 투약 및 작동 요소(12)의 전진 방향(V)으로의 상대 병진 운동은, 투약 및 작동 요소(12)가 스토퍼(9c)에 맞닿아 정지될 때까지만 가능하다. 스토퍼(9c)와 접촉하는 즉시, 투약 및 작동 요소(12)는, 투약량 세팅 부재(9)를 기구 홀더(3)의 병진 운동 스토퍼(3c)에 의해 정해진 전단부 위치에 이르기까지 전진 방향(V)으로 연속 이동시킨다. 이어서, 투약량 세팅 부재(9)는 나사 결합에 기인하여 피스톤 로드(4)를 구속한다.
도 2에 도시된 주입 장치의 초기 상태로부터 시작하여, 투약량이 선택되고 제품이 이송된다. 투약 및 작동 요소(12)는 초기 위치에 있는 것으로 가정한다.
투여할 투약량을 선택하기 위하여, 투약 및 작동 요소(12)는 종방향 축선(L)을 중심으로 회전한다. 비회전 연결에 기인하여, 투약 및 작동 요소(12)는 그것이 회전함에 따라 투약량 세팅 부재(9)를 구속한다. 피스톤 로드(4)와의 나사 결합에 기인하여, 투약량 세팅 부재(9)의 상기 투약 회전 운동은 종방향 축선(L)을 따라 전진 방향(V)과 반대 방향으로 투약량 세팅 부재(9)의 병진 운동을 야기하게 된다. 투약량 세팅 부재(9)는 기구 홀더(3)에 대한 상대 병진 운동뿐 아니라 투약 및 작동 요소(12)에 대한 상대 병진 운동도 행한다. 이로 인하여, 투약량 세팅 부재(9)에 의해 형성된 스토퍼(9c)와, 투약 및 작동 요소(12)에 의해 형성된 반대쪽 스토퍼〔예시된 실시예에 있어서는 투약 및 작동 요소(12)의 자유 전단부〕 사이의 거리가 약간 감소한다. 이러한 투약 회전 운동을 하는 중에, 투약량 세팅 부재(9)의 축방향 위치 및 각도 위치는, 투약 및 작동 요소(12)가 작동된 경우에 투여되는 제품 투약량에 각각 대응하는 것으로 가정한다. 계수 및 디스플레이 수단(17)이 이러한 제품 투약량을 표시한다.
일단 제품 투약량이 선택되면, 투약 및 작동 요소(12)를 동작시킴으로써 선택된 제품 투약량을 이송할 수 있다. 투약 및 작동 요소(12)는 그것을 전진 방향(V)으로 가압함으로써 동작된다. 따라서, 투약 및 작동 요소(12)는 경로 길이의 제1 부분만을 진행하고, 그 후 투약량 세팅 부재(9)의 병진 운동 스토퍼(9c)에 맞닿아 정지하게 된다. 후속 축방향 이동을 하는 중에, 이러한 축방향 이동은, 투약량 세팅 부재(9)가 기구 홀더(3)에 의해 형성된 병진 운동 스토퍼(3c)에 대하여 맞닿게 될 때까지 투약량 세팅 부재(9) 및 피스톤 로드(4)를 구속한다. 이 순간에, 투약 스트로크가 완료된다. 투약 및 작동 요소(12)가 해제되면, 투약 및 작동 요소는 전진 방향(V)에 대해 반대 방향으로 압박되는 복원 스프링(16)의 탄성력에 의해 도 2에 도시된 초기 위치로 활주 이동하게 되고, 피스톤 로드(4)와 투약량 세팅 부재(9)는 2열의 톱니(6)와 맞물리는 잠금 설형편(8)에 기인하여 있게 되는 새로운 축방향 위치를 유지한다. 투약 스트로크를 실행하거나 피스톤 로드(4)를 복귀시키면, 계수 및 디스플레이 수단(17)이 최소 투약량, 예시된 실시예에 있어서는 제로 투약량으로 재설정된다. 투약 및 작동 요소(12)가 다시 초기 위치에 도달하게 되면, 저장조 내에 여전히 수용된 제품량의 범위 내에서 다음 투약을 위한 제품 투약량을 선택할 수 있다.
도 3은 다른 실시예에 따른 피스톤 로드(40)의 종단면도를 도시하고 있다. 투약량 선택 및 제품 투여 절차에 대한 특징과 관련해서, 피스톤 로드(40)는 도 2의 주입 장치에 설치된 피스톤 로드(4)에 대응하는 것이다. 특히, 피스톤 로드(40)는 투여 나사부(5)와 2열의 톱니(6)로 이루어지는 제1 잠금 수단을 구비한다. 투여 나사부(5)와 2열의 톱니(6)는 도 2에 도시된 나사부 및 톱니와 완전히 일치하므로, 동일한 도면 부호를 사용한다. 피스톤 로드(40)의 특별한 특징은 확대 치형 톱니(7)가 2열의 톱니(6)의 각각의 열의 전단부에 형성되어 있다는 것이다. 2개의 확대 치형 톱니(7)는 각각 잠금 보호 요소(block securing element)를 형성하며, 이 잠금 보호 요소는 도 2의 주입 장치의 잠금 설형편(8) 중 하나와 맞물려서, 2열의 톱니(6)보다 확실하게 피스톤 로드(40)가 전진 방향(V)에 대해 반대 방향으로 기구 홀더(3)로부터 완전히 분리되는 것을 방지한다. 2열의 톱니(6)와 잠금 보호 요소(7)는 함께 제1 잠금 수단을 형성한다.
잠금 보호 요소(7)의 후단부는 전진 방향(V)에 대해 횡방향으로 2열의 톱니(6)의 치형 톱니를 넘어서 돌출한다. 잠금 보호 요소(7)의 후단부는 종방향 축선(L)에 대해 또한 수직으로 뾰족하다. 잠금 보호 요소(7)의 후단부에 있는 스토퍼 영역은 2열의 톱니(6)의 치형 톱니에 비하여 전진 방향(V)에 대해 횡방향으로 반경 방향으로 길게 연장되므로, 피스톤 로드(40)의 복귀 운동은, 잠금 설형편(8)이 2열의 톱니(6)의 규칙적인 치형 톱니의 간극에 맞물리는 경우보다 설형편(8) 중 하나가 마주하는 잠금 보호 요소(7)의 후단부에 맞닿을 때 보다 확실하게 방지된다.
다른 한편으로, 잠금 보호 요소(7)는 또한 피스톤 로드(40)가 후방으로부터 기구 홀더(3) 내로 삽입될 수 있게 한다. 삽입되는 때에, 피스톤 로드(40)는 기구 홀더(3)의 잠금 설형편(8) 사이에 남겨지는 개구를 통하여 전진 방향(V)으로 미끄러진다. 피스톤 로드(40)가 전진 방향(V)으로 이동할 때, 잠금 보호 요소(7)는 잠금 설형편(8)을 따라 미끄러진다. 잠금 보호 요소(7)가 설형편을 따라 미끄러짐에 따라, 잠금 설형편(8)은 점차적으로 확장되는 잠금 보호 요소(7)에 기인하여 전진 방향(V)으로 반경 방향 외측으로 탄성적으로 구부러지고, 그 후 잠금 보호 요소(7)의 후단부는 잠금 설형편(8) 위로 미끄러진다. 이 때에, 잠금 설형편(8)은 그들의 탄성에 기인하여 각각의 경우에 있어서 잠금 보호 요소(7)의 후단부와 2열의 톱니(6)의 가장 인접한 제1 치형 톱니 사이에 남겨지는 톱니 간극 내로 반경 방향 내측으로 전방을 향해 스냅 체결된다. 2개의 해당 톱니 간극은 2열의 톱니(6)의 규칙적인 톱니 간극과 반경 방향으로 동일한 깊이를 갖는다. 그러나, 스토퍼 영역을 형성하는 잠금 보호 요소(7)의 후단부는 2열의 톱니(6)의 치형 톱니에 의해 형성된 후방 스토퍼 영역을 넘어서 전진 방향(V)에 대해 횡방향으로 돌출하므로, 포지티브 로크(positive lock)를 기초로 하는 잠금 보호 요소(7)의 잠금 효과는 특히 신뢰성이 있다. 전진 방향(V)과 반대 방향으로의 피스톤 로드(40)의 복귀 운동은 (실질적으로 배제될 수 있는) 제2 잠금 수단(8)의 파괴 또는 잠금 보호 요소(7)의 파괴를 필요로 한다. 제2 잠금 수단(8)과 2열의 톱니 사이의 맞물림과 관련해서, 피스톤 로드(40)의 복귀 운동을 위하여 극복되어야 하는 저항력이 제2 잠금 수단(8) 및/또는 2열의 톱니(6)의 파괴를 필연적으로 초래하는 것은 그다지 확실하지 않게 된다. 이러한 맞물림과 관련하여, 잠금 설형편(8)은 피스톤 로드(40)가 전진 방향(V)으로 이동할 때 뿐만 아니라 전진 방향(V)과 반대 방향으로 이동할 때에도 내측으로 탄성적으로 구부러질 위험이 매우 크며, 그에 따라 2열의 톱니(6)의 치형 톱니의 후단부에서 미끄러질 때까지 외측으로 구부러지게 된다. 설형편의 본질적인 벤딩 가요성에 기인하여, 잠금 설형편(8)은 상기 방식으로 미끄러지는 것이 가능하도록 가능한 한 멀리 구부러질 수 있다. 그러나, 2개의 잠금 보호 요소(7) 뒤에 직접 맞물리는 때에, 잠금 설형편(8)은 상기 방식으로 미끄러지기 전에 파괴되지 않으면서 더욱 멀리 구부러져야 한다. 따라서, 잠금 보호 요소(7)를 극복하기 위하여 극복되어야 하는 잠금 힘은 2열의 톱니(6)의 치형 톱니를 극복하기 위하여 가해져야 하는 저항력보다 훨씬 크다. 제2 잠금 수단(8) 및/또는 잠금 보호 요소(7)를 파괴함으로써 단지 피스톤 로드(40)만을 저장조 모듈(10)로부터 분리할 수 있는 것을 목적으로 한다.
도 5는 제2 잠금 수단(8)의 정면도를 도시하고 있다. 특히, 전진 방향(V)에 대해 횡방향으로 기구 홀더(3)의 슬리브 본체로부터 내측으로 돌출하는 2개의 잠금 설형편(8)을 볼 수 있다. 또한, 투약량 세팅 부재(9)의 나사부(9t)를 볼 수도 있다.
기구 홀더(3)는 제2 잠금 수단(8)과 일체로 형성된다. 예시된 실시예에 따르면, 기구 홀더(3)는 사출 성형 부품이다. 피스톤 로드(40)도 사출 성형 부품이며, 투여 나사부(5), 2열의 톱니(6) 및 잠금 보호 요소(7)를 일체로 형성한다.
2열의 톱니(6) 및 잠금 보호 요소(7)와 관련해서는, 피스톤 로드(40)의 상호 대향측 상에서 종방향 축선(L)에 평행하게 연장되고 투여 나사부(5)를 저지하는 피스톤 로드(40)의 상기 기능적 부품이 축방향 홈에 배치되어 있다는 사실을 또한 참조할 수 있다.
2열의 톱니(6)와 잠금 보호 요소(7)는 투여 나사부(5)의 나사의 기부 뒤에 남겨지므로, 상기 톱니와 잠금 보호 요소는 피스톤 로드(40)를 투약량 세팅 부재(9)에 나사 결합하는 것을 방해하지 않고, 작동 중에 투약량 세팅 부재(9)의 투여 회전 운동을 방해하지 않는다.

Claims (15)

  1. a) 제품용 저장조를 구비한 케이싱(1, 3, 11)과,
    b) 제품을 투여하기 위하여 전진 방향으로 이동할 수 있게 저장조 내에 수납되는 피스톤(2)과,
    c) 상기 피스톤에 전진 방향(V)으로 작용하여 제1 잠금 수단(6, 7)을 형성하는 피스톤 로드(40)와,
    d) 상기 케이싱(1, 3, 11)에 대해 전진 방향(V)과 반대 방향으로 상대 이동할 수 없는 제2 잠금 수단(8)과,
    e) 연속적으로 배치된 제1 잠금 요소에 의해 형성되고, 전진 방향(V)으로 연장되며, 잠금 수단(6, 7, 8) 중 하나에 의해 형성되는 잠금 요소 열(6)과,
    f) 다른 잠금 수단(6, 7, 8)에 의해 형성되고 상기 잠금 요의 열(6)과 맞물리는 제2 잠금 요소(8)로서, 상기 잠금 요소 열(6)의 잠금 요소의 간극에 맞물리는 것인 제2 잠금 요소(8)
    를 포함하는 유체 제품을 투여하기 위한 투여 장치로서,
    g) 상기 제2 잠금 요소(8)는 피스톤 로드(40)가 탄성력에 저항하여 전진 방향(V)으로 운동함으로써 맞물림 해제되게 이동하지만, 맞물린 상태에서는 피스톤 로드(40)가 탄성력보다 큰 저항력에 의해 전진 방향(V)과 반대 방향으로 이동하는 것을 방해하여, 피스톤 로드(40)가 전진 방향(V)과 반대 방향으로 이동하는 것을 방지하며,
    h) 상기 제1 잠금 수단(6)은 전진 방향(V)에 대하여 전단부에 잠금 보호 요소(7)를 형성하고 및/또는 상기 제2 잠금 수단(8)은 전진 방향(V)에 대하여 후단부에 잠금 보호 요소(7)를 형성하며, 상기 잠금 보호 요소(7)는 저항력보다 큰 잠금 힘에 의해 피스톤 로드(40)가 전진 방향(V)과 반대 방향으로 이동하는 것을 방해하는 것을 특징으로 하는 투여 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 잠금 보호 요소(7)는 잠금 요소 열(6)의 일단에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 투여 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 잠금 보호 요소(7)는 전진 방향(V)에 대해 횡방향으로 잠금 요소 열(6)을 넘어서 돌출하거나, 제1 잠금 요소보다 굽힘 저항성이 큰 것을 특징으로 하는 투여 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 잠금 요소 열(6)은 톱니 열인 것을 특징으로 하는 투여 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 잠금 보호 요소(7)는 상기 제2 잠금 요소(8)와 맞물릴 때에 또는 상기 잠금 요소 열(6)과 맞물릴 때에 잠금 힘을 발생시키는 것을 특징으로 하는 투여 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 잠금 요소 열(6)은 치형 톱니에 의해 형성되고, 상기 잠금 보호 요소(7)는 상기 잠금 요소 열(6)의 치형 톱니의 하나의 테이퍼진 단부에 제2 잠금 요소(8)용 스토퍼 영역을 직접적으로 형성하고, 이 스토퍼 영역은 피스톤 로드(40)가 잠금 보호 요소(7)를 형성하는 경우에는 전진 방향(V)과 반대 방향으로 뾰족하며, 스토퍼 영역은 제2 잠금 수단이 잠금 보호 요소를 형성하는 경우에는 전진 방향으로 뾰족한 것을 특징으로 하는 투여 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 잠금 요소 열(6)의 잠금 요소는 각각 제2 잠금 요소(8)용 스토퍼 영역을 형성하여, 포지티브 로크를 통하여 피스톤 로드(40)가 전진 방향(V)과 반대 방향으로 이동하는 것을 방지하며, 상기 잠금 보호 요소(7)도 스토퍼 영역을 형성하여, 포지티브 로크를 통하여 피스톤 로드(40)가 전진 방향(V)과 반대 방향으로 이동하는 것을 방지하며, 잠금 보호 요소(7)의 스토퍼 영역은, 전진 방향으로 측정했을 때, 잠금 요소 열(6)의 가장 인접한 잠금 요소의 스토퍼 영역으로부터의 거리가 잠금 요소 열(6)의 가장 인접한 잠금 요소의 임의의 2개의 스토퍼 영역과 적어도 실질적으로, 바람직하게는 정확하게 동일한 거리를 갖는 것을 특징으로 하는 투여 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 잠금 수단(6)이 잠금 요소 열(6)을 형성하는 것을 특징으로 하는 투여 장치.
  9. 제1항에 있어서, 제2 잠금 요소를 형성하는 잠금 수단은 잠금 보호 요소도 형성하며, 이 잠금 보호 요소는 전진 방향(V)에 대해 횡방향으로 제2 잠금 요소 열을 넘어서 돌출하거나, 제2 잠금 요소보다 굽힘 저항성이 큰 것을 특징으로 하는 투여 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 잠금 보호 요소(7)는 전진 방향(V) 또는 전진 방향과 반대 방향으로 치형 톱니의 단부까지 위로 기울어지게 확장되는 치형 톱니이며, 치형 톱니의 단부에 전진 방향(V) 또는 전진 방향과 반대 방향으로 뾰족해지는 제2 잠금 요소(8)용 스토퍼 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 투여 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 잠금 보호 요소(7)는 반대측 잠금 보호 요소(8)와 맞물릴 때에 잠금 힘을 발생시키고, 반대측 잠금 보호 요소(8)를 넘어서 전진 방향(V)으로 이동할 수 있어서, 제2 잠금 요소(8)가 잠금 요소 열(6)과 맞물릴 수 있는 것을 특징으로 하는 투여 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피스톤 로드(40)는 나사 형성 섹션(5)을 포함하고, 이 나사 형성 섹션에서, 피스톤 로드(40)에는 전진 방향(V)으로 연장되는 공동이 마련되어 있고, 이 공동에 제1 잠금 수단(6)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 투여 장치.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 잠금 보호 요소(7)는 공동에 형성되어 있고, 전진 방향(V)에 대해 횡방향으로 나사 형성 섹션(5)의 나사부의 기부를 넘어서 돌출하지 않는 것을 특징으로 하는 투여 장치.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투여 장치는 저장조 모듈(10)과, 이 저장조 모듈(10)에 탈착 가능하게 연결되는 투약 및 작동 모듈(20)을 포함하며, 상기 저장조 모듈(10)은 저장조, 제2 잠금 수단(8), 및 제2 잠금 수단에 맞물려 있는 피스톤 로드(40)를 구비하는 케이싱(1, 3, 11)의 전방 케이싱 섹션(1, 3)을 형성하며, 상기 투약 및 작동 모듈(20)은 투여 장치의 투약 및 구동 수단(12)을 포함하는 케이싱(1, 3, 11)의 후방 케이싱 섹션(11)을 구비하는 것을 특징으로 하는 투여 장치.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재되어 있는 투여 장치용 저장조 모듈로서,
    a) 내부에 수용되어 있는 피스톤(2)과, 제2 잠금 수단(8) 및 투약 및 작동 모듈(20)에 대한 연결을 확립하기 위한 연결 수단을 갖춘 저장조를 구비하는 케이싱(1, 3, 11)의 전방 케이싱 섹션(1, 3)과,
    b) 투여 운동과 제품 이송을 위한 이송 운동을 실행하게 이동할 수 있도록 전방 케이싱 섹션(1, 3)에 의해 수용되어 있는 투약량 세팅 부재(9)와,
    c) 상기 투약량 세팅 부재(9)에 연결되어 있고 제2 잠금 수단(8)에 맞물려 있는 피스톤 로드(40)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 저장조 모듈.
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