(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
注射デバイス用のピストンロッドドライブ装置であって、
中心線（Ｘ）に沿って長手方向に螺旋状に延びる外ねじ（２）を備えた外側表面を有するピストンロッド（１）であって、前記外側表面には、さらに、前記ピストンロッド（１）の前記外側表面が非円形横断面（３）を有するように長手方向に延びる係合表面（８）が設けられる、ピストンロッドと、
前記ピストンロッド（１）の前記非円形横断面（３）の前記長手方向に延びる係合表面（８）と係合する第１の要素（１０）と、
前記ピストンロッド（１）の前記外ねじ（２）と対合する内ねじ（２１）を有する第２の要素（２０）とを備え、
それにより、前記ピストンロッド（１）は、前記第１の要素（１０）および前記第２の要素（２０）が互いに関連して回転されるときに前記長手方向に移動されるようになり、弾性要素（２３）は、前記ピストンロッド（１）に前記長手方向に力を加え、
前記ピストンロッド（１）の前記外ねじ（２）が、中断のないものであり、
前記ピストンロッド（１）が、前記中断のない外ねじ（２）から径方向に延びるノブの組（７、９）を担持することにより、前記非円形横断面（３）は非円形となっており、
前記第１の要素（１０）が、前記ノブ（７、９）によって構成された前記長手方向に延びる係合表面（８）と係合し、
前記第１の要素（１０）には、前記長手方向にほぼ平行である剛性フランジ（１２）が設けられる、ピストンロッドドライブ装置。
【請求項２】
前記弾性要素（２３）が、前記第２の要素（２０）と一体的に形成される、請求項１に記載のピストンロッドドライブ装置。
【請求項３】
前記弾性要素（２３）が、前記第２の要素（２０）の前記内ねじ（２１）の一体的部分である、請求項１または２に記載のピストンロッドドライブ装置。
【請求項４】
前記内ねじ（２１）が、１つまたは複数のねじ山セグメント（２２）から形成され、少なくとも１つのねじ山セグメント（２２）は、前記ピストンロッド（１）上の前記外ねじ（２）と前記長手方向に当接する弾性アーム（２３）内で終端する、請求項１から３のいずれか一項に記載のピストンロッドドライブ装置。
【請求項５】
前記弾性アーム（２３）が、前記弾性アーム（２３）を担持する前記ねじ山セグメント（２２）の螺旋角度とは異なる螺旋角度を画定する、請求項４に記載のピストンロッドドライブ装置。
【請求項６】
前記組内の各々のノブ（７、９）が、前記外ねじ（２）の上部から、前記ピストンロッド（１）の前記長手方向に対して垂直である径方向に延びる、請求項１に記載のピストンロッドドライブ装置。
【請求項７】
前記同じ組内の前記ノブ（７、９）が、ほぼ直線に沿うように前記ピストンロッド（１）の前記長手方向に平行に設けられ、これによって前記長手方向に延びる係合表面（８）を一緒に形成する、請求項１から６のいずれか一項に記載のピストンロッドドライブ装置。
【請求項８】
前記第１の要素（１０）には、さらに、前記ノブ（７、９）を前記剛性フランジ（１２）に対して回転式に付勢する弾力性が与えられる、請求項１に記載のピストンロッドドライブ装置。
【請求項９】
前記弾力性が、前記ノブ（７、９）によって構成された前記長手方向に延びる係合表面（８）を前記剛性フランジ（１２）に対して付勢する弾性アーム（１３）である、請求項１から８のいずれか一項に記載のピストンロッドドライブ装置。
【請求項１０】
注射デバイスであって、
薬剤容器を固定するハウジングと、
請求項１から９のいずれか一項に記載のピストンロッドドライブ装置であって、前記第１の要素（１０）が前記ハウジング内に回転不能に固定され、前記第２の要素（２０）が回転可能である、ピストンロッドドライブ装置とを備える、注射デバイス。
【請求項１１】
注射デバイスであって、
薬剤容器を固定するハウジングと、
請求項１から９のいずれか一項に記載のピストンロッドドライブ装置であって、前記第２の要素（２０）が前記ハウジング内に回転不能に固定され、前記第１の要素（１０）が回転可能である、ピストンロッドドライブ装置とを備える、注射デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、注射デバイス用、特に、液剤の可変設定用量の自己投与のための注射デバイス用のピストンロッドドライブ装置に関する。本発明は、特に、そのようなピストンロッドドライブ装置におけるあらゆるあそび、特に軸方向あそびの低減または除去に関する。本発明はまた、そのようなピストンロッドドライブ装置を利用する注射デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
欧州特許第１，００３，５８１号は、ピストンロッドドライブ装置を有する充填済み注射デバイスを開示している。図１５〜１７に示す注射デバイスは、商標名Ｆｌｅｘｐｅｎ（登録商標）の名でＮｏｖｏ  ＮｏｒｄｉｓｃＡ／Ｓ社から販売されて成功を収めている。
【０００３】
図１７で最も分かるように、ピストンロッドドライブ装置は、螺旋状の外ねじと、２つの長手方向平坦凹部の形態の非円形横断面とを有するピストンロッド（６）を備える。ピストンロッドを回転させるために、この非横断面と対合する第１の要素（８５）が、ピストンロッドと係合し、ピストンロッドの外ねじは、ナット部材（４０）内に成形された内部ねじによって係合される。このナット部材は、ハウジング内に堅く固定され、これにより、第１の要素が回転されるときはいつでも、ピストンロッドはこれと共に回転し、こうしてナット部材のねじ山内で前方向にねじ込まれる。
【０００４】
設定用量の吐出中、第１の要素を回転させるために、用量設定および吐出機構が設けられる。この機構が用量を吐出するように作動されるとき、第１の要素は回転され、そのためピストンロッドは遠位方向に螺旋運動で移動する。
【０００５】
ナット部材およびピストンロッドの両方は適切なポリマー材料から成形され、プラスチック構成要素を成形するとき、特定の公差が施与される。ねじ連結では係合をきつくしないことが望まれるため、これらの公差は比較的大きくある必要がある。しかし、これは、ピストンロッドとナット部材との間のねじ連結内に特定のあそびをもたらし、このあそびは、ドライブ装置の用量精度に負の影響を与える。
【０００６】
これは、ピストンロッドが注射と注射の間で浮遊するように解放されるタイプのドライブ装置において特に重大である。そのようなピストンロッドドライブ装置は、たとえば、国際公開第２０１４／０６０３６９号パンフレットに説明される。このドライブシステムでは、ドライブ部材、したがってピストンロッドは、用量が解放されているときを除き常に自由に回転し、すなわち用量投与中のみ、ドライブ部材は回転しないように係止される。係合しているときのロトリカル位置は不明であるため、ナット要素とピストンロッドとの間のねじ連結におけるすべてのあそびを平均化することが重要である。
【０００７】
国際公開第２０１４／０６０３６９号パンフレットは、さらに、ピストンロッド足部とピストンロッドとの間の連結を開示しており、この連結は、ピストンロッド足部とピストンロッドとの間の軸方向のあそびを低減または解消することができるが、これは、ピストンロッドの外ねじと、ピストンロッドと係合するナット部材の内ねじ付き部との間の公差が作り出したあそびには影響を与えない。
【発明の概要】
【０００８】
本発明の目的は、ドライブ装置を構成するねじ連結におけるすべてのあそびを少なくとも低減し、好ましくは取り除くピストンドライブ装置を提供することである。
【０００９】
したがって、本発明の１つの態様では、注射デバイス用のピストンロッドドライブ装置であって、
−長手方向に螺旋状に延びる外ねじを備えた外側表面を有するピストンロッドであって、長手方向は、好ましくは、ピストンロッド装置が中に構築される注射デバイスのピストンロッドの中心線と一致し、ピストンロッドは、さらに、非円形横断面をピストンロッドに与える長手方向の係合表面を有する、ピストンロッドと、
−ピストンロッド上またはピストンロッド内に設けられた長手方向に延びる係合表面と係合することによってピストンロッドの非円形横断面と対合する第１の要素と、
−ピストンロッドの外ねじと対合する内ねじを有する第２の要素とを備える、ピストンロッドドライブ装置が、提供される。
【００１０】
第１の要素および第２の要素が互いに関連して回転されるときはいつでも、ピストンロッドは、軸方向に移動される。
【００１１】
本発明によれば、ピストンロッドドライブ装置には、さらに、ピストンロッド上に長手方向に力を加える弾性要素が設けられる。
【００１２】
ピストンロッドの非円形横断面は、ピストンロッドが第１の要素に対して相対的に回転できないように係止係合を形成するために第１の要素によって係合され得る、任意の種類の横断面であることを意味する。学術的に言って外ねじを備えたピストンロッドは、非円形横断面を有すると言うことができるが、本明細書では、非円形横断面は、長手方向に延びる係合表面を構成することを意味し、この係合表面は、第１の要素によって係合されて、ピストンロッドを回転しないように第１の要素に係止するが、相対的な軸方向運動は可能にすることができる。そのような係合は、たとえば、欧州特許第１，００３，５８１号から知られており、ここでは、ピストンロッドは、類似の幾何学形状を有する第１の要素によって係合されるいくつかの長手方向凹部または平坦側部を有することが開示されている。
【００１３】
しかし、ピストンロッドと第１の要素との間の係合は、代替的には、ピストンロッド内に刻まれた、第１の要素内の内部に突起する部分によって係合される長手方向の溝であることもできる。代替的には、ピストンロッドの非円形横断面は、径方向延長部であることもでき、この径方向延長部は、したがって、第１の要素内に設けられた類似の内方向に突起するフランジまたはそのようなものによって係合される、長手方向に延びる係合表面を作り上げる。そのような径方向延長部は、ピストンロッドの螺旋状ねじ山の上部に位置する複数の径方向延長部として設けることができ、これはこれ以後説明する。
【００１４】
ピストンロッドのねじ山がナット部材のねじ山と軸方向に当接するようにすべての状況において１つの同じ方向にピストンロッド上に力を加えることにより、あらゆるあそびを大きく低減し、さらには取り除くことができる。弾性要素は、力が軸方向に、すなわち長さ方向に、好ましくは注射デバイスのピストンロッドの外ねじのフランジまたは頂点部上にかけられるように位置する。ピストンロッドのねじ山は、螺旋状フランジまたは頂点部によって取り囲まれた螺旋状溝または根元部から作り上げられるので、弾性要素は、好ましくは、圧力を頂点部にかけ、こうしてピストンロッドを軸方向に遠位または近位方向に押し出す。それによって螺旋状頂点部の一方の側は、第２の要素の内ねじの側に向かって恒久的に押し出される。
【００１５】
軸方向力を加える弾性要素は、好ましくは、第１の要素または第２の要素上に設けられる。１つの好ましい例では、弾性要素は、第２の要素と一体的に形成され、好ましくは、第２の要素の内ねじの一体的部分として形成される。
【００１６】
内ねじは、好ましくは、一緒になって仮想ねじを構成するいくつかのねじ山のセグメントから形成される。ねじ山セグメントとは、ねじ山の螺旋を提供するが、ねじ山の一回転未満をカバーするねじ山の一部を意味する。そのようなセグメントは、突起部によって作り出された仮想ねじ山の螺旋角度を導入するように軸方向に変位される、簡単な複数の突起部であることもできる。
【００１７】
ねじ山セグメントが、周辺形態を有する場合、実際には１つだけのセグメントが存在するだけでよい。この１つのねじ山セグメントは、したがって、数度だけカバーすればよく、それにより、これは、１つのセグメントによって導入された仮想ねじ山の螺旋角度を導入するだけである。しかし、ピストンロッドの安定した軸方向運動を得るために、少なくとも２つのねじ山セグメントを使用することが好ましく、これらのねじ山セグメントは、好ましい実施形態では、全ねじ回転の３６０°の大部分をカバーする。
【００１８】
別の例では、弾性部材は、第２の要素の内ねじの一体的部分として形成される。内ねじが上記で説明したように１つまたは複数のねじ山セグメントから形成されるとき、これらのねじ山セグメントの１つまたは複数は、好ましくは、弾性部材を担持する。
【００１９】
１つの例では、弾性部材は、ねじ山セグメントの周辺延長部として形成される。２つ以上のねじ山セグメントが存在する場合、実際にはねじ山セグメントの１つのみに周辺延長部を設けるだけでよい。しかし、任意の数のねじ山セグメントが存在することができ、これらのねじ山セグメントのいずれにもそのような周辺延長部を設けることができる。周辺延長部は、好ましくは、１つまたは複数のねじ山セグメントを周辺方向に延ばすアームの形状を有する。ねじ山セグメントは、したがって、特定の弾力性を有するそのようなアーム内で終端する。アームは、好ましくは、ねじ山セグメントの本体とは異なる螺旋角度を有し、これにより、アームは、ねじ山セグメントのピッチから偏向し、ピストンロッドの外ねじの頂点部と当接し、これによってピストンロッド上に軸方向力を加える。この軸方向力は、こうしてピストンロッドの外ねじの頂点部をねじ山セグメントの頂点部に押しつけ、これによって２つの係合するねじ山の頂点部間のすべてのあそびを解消する。
【００２０】
１つの好ましい例では、たとえば、弾性アーム内で各々が終端する２つのねじ山セグメントが設けられる場合、２本のアームのピッチは、２つのねじ山セグメントの本体のピッチからわずかに異なり、換言すれば、ねじ山セグメントおよび弾性アームの本体は、異なる螺旋角度を有する。
【００２１】
弾性アームを各々有する、２つ、３つまたは４つのねじ山セグメントを使用することにより、力がピストンロッドの外ねじの頂点部上に均等に分配される。
【００２２】
ピストンロッドの外ねじは、好ましくは、中断のないもの（ｕｎｂｒｏｋｅｎ）であり、これにより、弾性要素によって送達される軸方向力は、ピストンロッドの全回転にわたって送達される。ピストンロッドの非円形横断面が、従来技術において説明されるように２つの長手方向の平坦凹部として設けられた場合、弾性要素は、弾性アームとして形成される場合、平坦凹部によって捉えられる。したがって、少なくとも弾性要素が弾性アームとして形成される場合、ピストンロッドのねじ山を中断のないものにすることが必要である。しかし、異なる種類の弾性要素を使用する他の解決策を実施することができる。
【００２３】
たとえば、２本の弾性アームが存在する場合、長手方向に延びる係合表面を設けることができ、それにより、少なくとも１本の弾性アームは一度に、長手方向の圧力をピストンロッドの頂点部上に加える。
【００２４】
ねじ付きピストンロッドの非円形横断面は、外ねじの上部から径方向に延びるノブの組として設けられた中断のない変形形態である。これらのノブは、好ましくは、外ねじの中断のないフランジまたは頂点部の上部から、ピストンロッドの、したがって注射デバイスの長手方向に対して垂直の方向に延びる。好ましくは、ノブは組で設けられ、長手方向に平行に通る線をたどる。任意の数のノブの組を設けることができ、組内の各々のノブは、１つの組内のすべてのノブの側面が長手方向に平行に伸張する係合表面のセグメントを形成するようにはっきりと画定された側面を有する。
【００２５】
第１の要素は、好ましくは、ノブの組によって構成された長手方向に延びる係合表面と係合し、これにより、第１の要素の回転は、組としてのノブの側面、したがってピストンロッドの回転に伝えられる。第１の要素が静止して保たれる実施形態では、第１の要素とノブの組との間の係合は、ピストンロッドが回転することを防止する。
【００２６】
第１の要素からの力をノブの組上に適切に伝えるために、第１の要素には、好ましくは、ピストンロッドの長手方向に平行に通る剛性フランジが設けられる。
【００２７】
ノブの組の側面を第１の要素上の剛性フランジに適切に係合させ、回転させるために、第１の要素には、一例では、ノブの組の側面を剛性フランジに対して付勢する弾力性が与えられる。
【００２８】
弾力性は、好ましくは、一方の側のノブの組を圧し、したがってノブの組の反対側の側面を剛性フランジに付勢する弾性アームとして形成される。
【００２９】
本発明は、さらに、複数の個々の設定用量の自己投与のための注射デバイスに関する。そのような注射デバイスは、１つの例では、自動式のばね懸架された充填済み注射デバイスであることができる。
【００３０】
ピストンドライブ装置の３つの異なる要素、すなわちピストンロッド、第１の要素および第２の要素は、回転運動を、説明したような２つの異なる方法のいずれかのピストンロッドの軸方向運動に変換することができる。これは、請求項１４および請求項１５に示す注射デバイスに利用され得る。
【００３１】
請求項１４の実施形態では、注射デバイスは、
薬剤容器を固定するハウジングと、本明細書において説明するピストンロッドドライブ装置とを備え、第１の要素はハウジング内に回転不能に固定され、第２の要素は回転可能である。そのため、ピストンロッドにねじ込み式に連結された第２の要素を回転させるとき、ピストンロッドは回転せずに軸方向に移動される。第１の要素が回転できないように保たれるとき、これはまた、ピストンロッドを回転できないように保ち、したがって、第２の要素の回転は、ピストンロッドの純粋な軸方向運動に伝えられる。
【００３２】
請求項１５の実施形態では、注射デバイスは、
薬剤容器を固定するハウジングと、本明細書において説明するピストンロッドドライブ装置とを備え、ただし、第２の要素は、ハウジング内に回転不能に固定され、第１の要素は回転可能である。そのため、第１の要素を回転させるとき、ピストンロッドはこの回転に従い、第２の要素の内ねじ内で軸方向にかつ回転式に移動され、この第２の要素は、回転しないようにハウジングに係止され、したがって第１の要素の回転は、ピストンロッドの回転式および軸方向（すなわち螺旋）運動に伝えられる。
定義
【００３３】
「注射ペン」は、通常、楕円形または細長い形状の、幾分書くためのペンのような注射装置である。そのようなペンは、通常、管状横断面を有するが、これらは、三角形、長方形、もしくは正方形、またはこれらの幾何学形状に近い任意のバリエーションなどの異なる横断面を容易に有することができる。
【００３４】
用語「注射針」は、注射中、皮膚の貫通を実施するために使用される器具を説明するために使用される。そのような注射針は、しばしば針カニューレを備え、針カニューレは、たとえばステンレス鋼などの金属材料から作製され、ハブと連結して完全な注射針を形成する。
【００３５】
本明細書では、用語「薬剤」は、制御された方法で中空針などの送達手段を通過することができる、液体、溶液、ゲルまたは微細懸濁液などの任意の薬剤を含有する流動可能な薬を包含することを意味する。代表的な薬剤は、ペプチド、タンパク質（たとえばインスリン、インスリン類似体およびＣペプチド）などの医薬品、およびホルモン、生物学的に由来するまたは生物的に活性な作用剤、ホルモンおよび遺伝子ベースの作用剤、栄養処方物、および固形（投薬される）または液体の両方の形の他の物質を含む。
【００３６】
「カートリッジ」は、薬剤を実際に含有する容器を説明するために使用される用語である。カートリッジは、通常、ガラスから作製されるが、任意の適切なポリマーから成形することもできる。カートリッジまたはアンプルは、好ましくは、たとえば、針カニューレの非患者端部によって穿孔することができる「隔壁」と称される穿孔可能膜によって一方の端部において封止される。そのような隔壁は、通常、自己封止式であり、これは、貫通中作り出された開口部が、針カニューレが隔壁から取り除かれた後、固有の弾力性によって自動的に封止することを意味する。反対側の端部は、通常、ゴムまたは適切なポリマーから作製されたプランジャまたはピストンによって閉じられる。プランジャまたはピストンは、カートリッジの内側で摺動可能に移動され得る。穿孔可能膜と可動プランジャとの間の空間は、薬剤を保持し、この薬剤は、プランジャが薬剤を保持する空間の容積を減少させたときに押し出される。しかし、薬剤を含有するために、剛性または可撓性の任意の種類の容器を使用することができる。
【００３７】
カートリッジは通常、プランジャが移動できないより狭い遠位のくびれ部を有するため、実際には、カートリッジの内側に含有された液剤のすべてを吐出することはできない。用語「初期分量」または「実質的に使用される」は、したがって、カートリッジ内に含有される注射可能な、したがって必ずしも全体の内容量ではない内容量を指す。
【００３８】
用語「充填済み」注射デバイスは、液剤を含有するカートリッジが、注射デバイスを恒久的に破壊せずに取り除くことができないように注射デバイス内に恒久的に包含される注射デバイスを意味する。カートリッジ内の液剤の充填済みの量が使用された後、ユーザは、通常、注射デバイス全体を破棄する。これは、液剤を含有するカートリッジを、これが空であるときはいつでもユーザ自身で交換することができる「耐久性のある」注射デバイスとは反対である。充填済み注射デバイスは、通常、２つ以上の注射デバイスを含有するパッケージとして販売され、一方で耐久性のある注射デバイスは、通常、一度に１つ販売される。充填済み注射デバイスを使用する場合、平均的なユーザは、一年あたり５０から１００個の注射デバイスを必要とする可能性があり、一方で耐久性のある注射デバイスを使用する場合、１つだけの注射デバイスを数年間使用し続けることができるが、平均的なユーザは、一年あたり５０から１００個のカートリッジを必要とする。
【００３９】
注射デバイスに関連付けて用語「自動式」を使用することは、注射デバイスが、用量投与中、注射デバイスのユーザが薬剤を吐出するのに必要な力を送達することなく注射を実施できることを意味する。力は、通常、電気モータまたはばねドライブによって自動的に送達される。ばねドライブ用のばねは、通常、用量設定中、ユーザによって張力がかけられるが、そのようなばねは、通常、わずかな用量を送達する問題を回避するために事前に張力がかけられている。代替的には、ばねは、いくつかの用量を通じて薬剤カートリッジ全体を空にするのに十分な予圧を用いて、製造者によって完全に予圧を加えることができる。通常、ユーザは、注射を行うとき、注射デバイスのたとえば近位端部の、たとえばボタンの形態のラッチ機構を始動させて、ばね内に蓄積された力を完全にまたは部分的に解放する。
【００４０】
公報、特許出願、および特許を含む、本明細書において引用するすべての文献は、全体的に参照によって組み込まれ、また、あたかも各文献が参照によって組み込まれるように個々にかつ詳細に示され、本明細書において全体的に記載されるような程度で組み込まれる。
すべての見出しおよび副見出しは、本明細書において、便宜上使用されているにすぎず、本発明をいかなる方法においても限定するものとして解釈されてはならない。
本明細書において提供するあらゆするすべての例、または（たとえば、など）の例示的な言語の使用は、本発明をより明らかにすることを意図するにすぎず、別途主張されない限り、本発明の範囲に限定を課すものではない。本明細書内の言語はいずれも、任意の特許請求されない要素を本発明の実践に必須なものとして示すように解釈されてはならない。本明細書内の特許文献の引用および組み込みは、便宜上行われているにすぎず、そのような特許文献の有効性、特許性、および／または実行可能性のいかなる観点も反映するものではない。
本発明は、適用法規によって許されるように、本明細書に付属する特許請求の範囲において列挙された主題のすべての改変形態および等価物を含む。
【００４１】
本発明は、好ましい実施形態に関連しておよび図を参照して以下により完全に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】ピストンロッドと第２の要素との間のねじ連結の横断面図である。
【図２】第１の要素がピストンロッドと係合する、図１の横断面図である。
【図３】第２の要素の斜視図である。
【図４】２つに切断された第２の要素の斜視図である。
【図５】第２の要素のねじ山セグメントとピストンロッドの外ねじとの間の係合の斜視図である。
【図６】異なる角度から見た、図５の斜視図である。
【図７】第１の要素とピストンロッドとの間の係合の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
図は、明確にするために概略的に簡易化されており、これらは、本発明の理解に必須である詳細のみを示し、他の詳細は省かれている。全体にわたって、同じ参照番号は、同一または対応する部分に使用される。
【００４４】
以下において、「上側」および「下側」、「右」および「左」、「水平」および「鉛直」、「時計周り」および「反時計回り」または類似の相対表現のような用語が使用されるとき、これらは、付属の図を指すものにすぎず、使用の実際の状況を示すものではない。示す図は、概略的な描写であり、その理由のため、種々の構造の構成ならびにその相対寸法は、説明する目的を果たすことのみ意図されている。
【００４５】
この文脈では、付属の図における用語「遠位端部」は、注射中、ユーザ方向を向き、ピストンロッドの足部を担持するピストンロッドの端部を示すことを意味し、一方で用語「近位端部」は、注射中、ユーザから外方を向く反対の端部を示すことを意味することを定義するのが好都合である。遠位および近位は、第１の実施形態によるピストンロッドドライブ装置を開示する図１の「Ｘ」でマークされた鉛直中心線に沿ったピストンロッドの軸方向配向に沿うことを意味する。
【００４６】
ピストンロッド１は、図５および６で最も分かるように螺旋状外ねじ２および非円形横断面３を担持するロッド形状要素である。
【００４７】
ピストンロッド１は、軸方向または長手方向、および軸方向または長手方向に対して垂直に延びる径方向の両方を有する。ロッド形状であるということは、ピストンロッドがほぼ円形の外側表面を有し、径方向より長手方向に非常に長く延びることを意味する。長手方向は、図１および２では破線（Ｘ）によって示される中心線に沿ってたどり、螺旋状外ねじ（２）は、長手方向に螺旋状に延びる。外ねじ２は、開示するようなピストンロッド１の全長内に形成される必要はなく、ピストンロッド１の限定された長手方向部分のみに存在することができる。さらに、ピストンロッド１には、異なるピッチのものになることもできる２つ以上の螺旋状外ねじ２を設けることができる。ねじ山のピッチは、ねじ頂点部間の距離であることを意味する。頂点部は、根元部によって長手方向に分離される、ねじ山の螺旋状に延びる上部である。
【００４８】
ピストンロッド１の非円形横断面は、数多くの異なる方法で提供され得る。１つの例では、これは、ピストンロッド１の表面内に刻まれた１つまたは複数の長手方向に延びるトラックであることができ、またはこれは、ピストンロッドの外側円形表面が１つまたは複数の側で平らにされるものになることができる。好ましい実施形態では、非円形横断面は、中断のない外ねじ２の上部に設けられた径方向に延びる係合表面またはフランジとして提供され、これは後で説明する。
【００４９】
第２の要素２０には、ピストンロッド１の外ねじ２と対合する内ねじ２１が設けられ、これにより、ピストンロッド１の外ねじ２は、ナットおよびボルト係合のように内ねじ２１内で回転することができる。
【００５０】
注射デバイスでは、液剤は、通常、たとえば、移動可能なゴム製プランジャによって近位方向に閉じられたガラス製カートリッジなどの容器内に保管される。注射中、ピストンロッド１は、左に向かって（すなわち図１および図２で分かるように遠位方向に）移動し、これにより、ピストンロッド１の円錐先端部６はゴム製プランジャをカートリッジ内へとさらに移動させる。ピストンロッド１の円錐先端部６は、通常、図示しないピストンロッド足部を担持しており、これによって力をカートリッジのゴム製プランジャ上に適切に分配する。図１および２では、ピストンロッド１の中心線（Ｘ）は、軸方向または長手方向を画定する。
【００５１】
図１に開示するように、長手方向に延びるピストンロッド１は、遠位方向に２つの異なる方法で前方向に移動され得る：
ａ）第２の要素２０を、回転しないように、すなわちピストンロッド１が回転される間、第２の要素２０は回転が防止されるように固定することができる。これにより、ピストンロッド１は回転式に前方向に螺旋運動でねじ込まれる。
ｂ）代替的には、ピストンロッド１が回転不能に維持される間、第２の要素２０を回転させることができる。これにより、ピストンロッド１は回転することなく厳密に軸方向に前方向に移動される。
【００５２】
ピストンロッド１を回転させるために、またはこれを回転しないように固定するために、第１の要素１０が、図２に開示するように設けられる。この第１の要素１０は、ピストンロッド１の非円形横断面３と対合する内部形状１１を有する。この内部形状１１は、ピストンロッド１の非円形横断面３と係合する任意の種類の形状であることができる。
【００５３】
上記の解決策ａ）では、第１の要素１０はピストンロッド１と係合し、これを回転させ、一方で上記の例ｂ）では、ピストンロッド１と係合する第１の要素１０は、第２の要素２０が回転される間、静止して保たれる。
【００５４】
ピストンロッド１の非円形横断面３は、ピストンロッド１内またはその上に設けられた長手方向に延びる係合表面として形成され、これにより、第１の要素１０は、この長手方向に延びる係合表面と係合することができる。
【００５５】
好ましい実施形態では、ピストンロッド１の非円形横断面３は、ピストンロッド１の外ねじ２を作り上げる螺旋状頂点部５の上部に設けられた径方向ノブ７、９の組として作製され、第１の要素１０の内部形状１１は、ノブ７、９の組と当接する剛性フランジ１２として作製され、これは以下で説明される。
【００５６】
１つの実施形態では、第２の要素２０は、たとえば、ハウジング内の類似の溝に圧入されるクリックアーム２５を有することにより、またはクリックアーム２５を取り囲む領域と係合する突起部分を有するハウジングによって、注射デバイスのハウジング内に非回転に固定される。代替的には、第２の要素２０は、ハウジングと一体的に形成することができ、一方で第１の要素１０は、たとえばばね機関によって回転することができる。第１の要素１０の回転は、こうして、ピストンロッド１の類似の回転に伝えられ、ピストンロッドは、したがって、回転および軸方向を組み合わせた運動、すなわち螺旋運動で前方向に遠位方向にもって行かれる。
【００５７】
図１および図２に示す実施形態では、第２の要素２０の内ねじ２１は、実際には、特定のピッチを有する２つのねじ山セグメント２２から構成され、一方でピストンロッド１の外ねじ２は、螺旋状根元部４が中断のない螺旋状頂点部５によって取り囲まれるものとして提供され、これはこれ以後説明する。
【００５８】
しかし、図１は参照番号「２１」を使用して内ねじを例示しているが、すべての図は、実際には参照番号「２２」によって示す２つのねじ山セグメントとして内ねじを描いている。
【００５９】
第２の要素２０のねじ山２１が、一定のピッチを有する従来のよく知られているねじ山である場合、ピストンロッド１の小さい軸方向（および非回転式の）運動が可能であり、これは、ねじ山セグメント２２のねじ山２１と、第２の要素２０とピストンロッド１との間のねじ連結を画定する根元部４との間に小さい軸方向隙間が存在するためである。この軸方向隙間のサイズは、成形の公差の結果によるものであるが、ねじ連結はきつくするように作動してはならないため、これらの公差は通常、軸方向隙間が少し存在するように選択される。
【００６０】
隙間を解消するために、軸方向力が、本発明によってピストンロッド１にかけられ、これにより、螺旋状ねじ山２の頂点部５は、ねじ山セグメント２２に押さえつけられる。
【００６１】
図３および４に開示するように、第２の要素２０の各ねじ山セグメント２２には、ねじ山セグメント２２の一体的部分を作り上げる周辺弾性アーム２３が周囲に設けられる。図３で最も分かるように、各々が周辺アーム２３を有する２つのそのようなセグメント２２が、好ましい。
【００６２】
図５〜６で最も分かるように、各々のねじ山セグメント２２の弾性アーム２３は、その各々が、弾性アーム２３を担持するねじ山セグメント２２のピッチ角度からわずかにずれるピッチ角度を有するように成形される。これは、たとえば、図５の「Ｐ」で示される。弾性アーム２３の周辺端部と、ねじ山セグメント２２の残りの部分との間の軸方向距離は、したがって、図５に示すようにねじ山の実際のピッチより小さい。ピストンロッド１の外ねじ２およびねじ山セグメント２２の内ねじのピッチは、好ましくは、これらの間の空隙を狭くする弾性アーム２３によって同じになる。
【００６３】
弾性アーム２３は、こうして、軸方向力を頂点部５にかけ、ピストンロッド１を近位方向に付勢し、これにより、螺旋状外ねじ２の頂点部５の反対側表面は、ねじ山セグメント２２の遠位側表面２４に押しつけられる。（図５および図６では「Ｆ」で示す）力は、常に、軽い圧力をピストンロッド１上に近位方向にかけているため、ねじ連結のいかなるあそびも回避することができる。しかし、力Ｆの軸方向は、軸方向のいずれかになることができる。
【００６４】
力Ｆは外ねじ２の螺旋状頂点部５上にかけられるため、この螺旋状頂点部５は中断のないものである必要がある。そうでなければ、弾性アーム２３の力Ｆを３６０度の全回転中、頂点部５上に送達することはできない。ピストンロッド１の非円形横断面は、したがって、螺旋状頂点部５を中断のないものにする種類のものである必要がある。
【００６５】
図に与えられ、図５および６で最も分かる例では、非円形横断面３は、ピストンロッド１の外ねじ２の螺旋状頂点部５から径方向に延びる複数のノブ７として適用される。これらのノブ７は、平行な組で設けられる。図５および図６でさらに分かるように、別の突起部９をノブ７間に施与することができる。これらの突起部９は、開示するように、より小さい高さを有することができる。
【００６６】
各々のノブ７は、図６で分かるように側面８を有する。これらの側面８は一緒になって、ピストンロッド１の非円形横断面３を構成する長手方向に延びる係合表面を形成する。別の突起部９もまた、側面を有する。
【００６７】
図７に示すように、第１の要素１０は、好ましくは、中心軸Ｘに沿って長手方向に平行な剛性フランジ１２を有し、この剛性フランジ１２は、別の突起部９および弾性アーム１３と当接し、この弾性アームは、別の突起部９を剛性フランジ１２に押さえつける。代替的には、弾性アーム１３は、ノブ７の側面を剛性フランジ１２に押さえつけることができる。任意の数のそのような剛性フランジ１２および弾性アーム１３が、設けられ得る。
【００６８】
弾性アーム１３の原理は、ピストンロッド１をロトリカルに剛性フランジ１２に押しつけてピストンロッド１と第１の要素１０との間のあらゆるあそびを回避するものである。
【００６９】
さらに、第１の要素１０には、いくつかの外部突起部１４が外部に設けられ、この外部突起部は、これも、設定用量の吐出中、たとえば電気モータまたはばねモータなどの図示しないドライブ機構によって駆動される。ピストンロッドドライブ装置が中に実装される注射デバイスは、好ましくは、たとえば国際公開第２０１４／０６０３６９号パンフレットに開示されるタイプの、ねじりばねによって駆動される、自動式の充填済み注射デバイスである。
【００７０】
本発明のピストンドライブ装置を構成する３つの要素、すなわちピストンロッド、第１の要素および第２の要素は、多様な種々の注射デバイスに実装され得る。しかし、付属の図に例示する３つの要素の形状は、好ましい注射デバイスがペン形状注射デバイスであることを示している。
【００７１】
いくつかの好ましい実施形態が前述に示されてきたが、本発明はこれらに限定されず、以下の特許請求の範囲内に定義された主題内に他の方法において包含され得ることを強調しなければならない。１つの例では、ピストンロッド１の外ねじ２は、長手方向に延びる係合表面８によって中断される（ｂｒｏｋｅｎ）非対称のものであることができ、そのようにすることにより、弾性アーム２３の少なくとも１本は、順次軸方向圧力をピストンロッド１上に加える。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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