(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
薬剤送出装置（１、１００）であって、薬剤吐出機構及び蓄積されたエネルギーを前記薬剤吐出機構に伝達するために前記薬剤送出装置（１、１００）の使用中に解放可能であるばね（１０、１１０）を備え、前記ばね（１０、１１０）は、第一のらせん部（１１、１１１）及び前記第一のらせん部（１１、１１１）の少なくとも一部分の回りに巻かれる第二のらせん部（１３、１１３）を備え、前記第一のらせん部（１１、１１１）及び前記第二のらせん部（１３、１１３）は、一つの連続した部品を形成し、
前記薬剤送出装置（１、１００）がハウジング（２、１０２）を更に備え、前記薬剤吐出機構は、薬剤リザーバの移動可能な壁と相互作用するように適合されたアクチュエータ（２０、１２０）を備え、前記ばね（１０、１１０）は、前記第一のらせん部（１１、１１１）の端部である第一のばね端部（１２、１１２）及び前記第二のらせん部（１３、１１３）の端部である第二のばね端部（１４、１１４）を更に備え、前記第一のばね端部（１２、１１２）と前記第二のばね端部（１４、１１４）のうちの一つが、前記ばね（１０、１１０）からのエネルギーの解放の間、前記ハウジング（２、１０２）に対して静止して配置され、前記第一のばね端部（１２、１１２）と前記第二のばね端部（１４、１１４）のうちの他方が、前記ばね（１０、１１０）からのエネルギーの解放の間、前記アクチュエータ（２０、１２０）と動作的に連結される、薬剤送出装置（１、１００）。
【請求項２】
前記ばね（１０、１１０）は、単一の途切れていない材料片から形成される、請求項１に記載の薬剤送出装置。
【請求項３】
前記第一のらせん部（１１、１１１）と前記第二のらせん部（１３、１１３）は、同心円をなす、請求項１又は２に記載の薬剤送出装置。
【請求項４】
前記第一のらせん部（１１、１１１）は、軸の回りに巻かれ、第一の軸方向の長さを有し、前記第二のらせん部（１３、１１３）は、前記第一のらせん部（１１、１１１）の回りに巻かれ、前記第一の軸方向の長さの少なくとも５０％である第二の軸方向の長さを有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の薬剤送出装置。
【請求項５】
前記第一のらせん部（１１、１１１）と前記第二のらせん部（１３、１１３）の回転方向が同じである、請求項１から４のいずれか一項に記載の薬剤送出装置。
【請求項６】
前記ハウジング（２、１０２）は、円形の円筒状であり、前記ばね（１０、１１０）は、前記ハウジング（２、１０２）と同心円に配置される、請求項１に記載の薬剤送出装置。
【請求項７】
前記ばね（１０、１１０）は、予め荷重をかけられており、前記薬剤リザーバを空にするのに十分な位置エネルギーが蓄積されている、請求項１又は６に記載の薬剤送出装置。
【請求項８】
前記薬剤吐出機構によって吐出されるべき用量の選択的設定のための用量設定機構を更に備え、前記ばね（１０、１１０）は、前記用量設定機構と動作的に連結され、用量を増加させる用量設定操作に応じてエネルギーを蓄積するように構成される、請求項１から６のいずれか一項に記載の薬剤送出装置。
【請求項９】
前記第一のらせん部（１１、１１１）と前記第二のらせん部（１３、１１３）のうちの一つが、引張ばねとして働き、前記第一のらせん部（１１、１１１）と前記第二のらせん部（１３、１１３）のうちの他方が、圧縮ばねとして働く、請求項１から８のいずれか一項に記載の薬剤送出装置。
【請求項１０】
前記第一のらせん部（１１、１１１）と前記第二のらせん部（１３、１１３）の両方が、ねじりばねとして働く、請求項１から７のいずれか一項に記載の薬剤送出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動注入装置などの、動力補助薬剤送出装置に関する。本発明は、詳細には、リザーバから薬剤を吐出するためのエネルギーを伝えるために小型のばね要素を用いる薬剤送出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
注入装置などの薬剤送出装置が、治療処置を要する人々への液状薬剤の投与のために広く用いられる。多くの注入装置が、装置内のそれぞれの用量設定及び用量吐出機構の作動で、固定又は可変量の薬剤の設定及び注入を繰り返すことができる。幾つかの注入装置は、数回分の注入可能な用量を用意するのに十分な量の薬剤を含む充填済の薬剤リザーバが装着されるように適合される。リザーバが空である場合、ユーザはそれを新しいものと交換するので、注入装置は繰り返し使用できる。他の注入装置は、ユーザに届けられるときに、充填済であり、薬剤リザーバが空になるまでしか、使うことができず、その後、装置は廃棄される。様々な注入装置は、動きが制御されたピストンロッドを用いてリザーバの中のピストンを前進させることによって、通常、薬剤を吐出する用量吐出機構を含む。
【０００３】
幾つかの注入装置では、ユーザが押しボタンをハウジングの方にある距離だけ押下げる必要があり、それにより、手動で、ピストンロッドがリザーバを加圧し、その中でピストンを前進させ、用量を吐出させる。そのような操作を行うために押しボタンに加えられなければならない力は、しばしば、小さくなく、指の強さ及び／又は器用さが弱った人々にとって、操作上の問題を引き起こし得る。
【０００４】
ばねは、ひとたび解放されると、注入を完了するのに必要な全エネルギーを供給するので、荷重をかけられたばねの解放に応じて、１回分の薬剤を自動で吐出する自動注入装置が、好評である。そのような装置では、通常、ユーザは、注入を誘発するために短期間の小さな力を加えるだけでよい。ばねは、各注入前に荷重をかけられるように構成されることもできるし、又は１つ又はそれより多い注入で薬剤リザーバを空にするのに十分なエネルギーを蓄えるために、例えば製造業者によって、予め荷重をかけられることもできる。
【０００５】
ＷＯ２００６／０４５５２８（Ｎｏｖｏ  Ｎｏｒｄｉｓｋ  Ａ／Ｓ）は、薬剤カートリッジの中のピストンの前進のためのエネルギーを供給するために、らせんねじりばねを利用する自動注入装置を開示する。ばねの一端がハウジングに接続され、他端が、回転可能な駆動部材に接続され、これはさらにピストンロッドに接続される。ばねは、用量設定の間、荷重をかけられ、駆動部材からのロッキング部材の除去によって解放される。
【０００６】
自動注入装置の他の例が、ＷＯ２００８／０５３２４３（Ｏｗｅｎ  Ｍｕｍｆｏｒｄ  Ｌｔｄ）に見出され、装填されたカートリッジから薬剤を放出するための駆動力を与えるための圧縮ばねの使用を開示する。ばねは、装置の近位端の用量ノブと装置ケース中のロック要素の間に配置される。
【０００７】
上記の注入装置の共通の問題点は、装置が十分に機能するために、ばねが比較的長くなければならないということである。ピストンロッドの回転のためのエネルギーを解放するように適合される、ねじりばねの場合には、最大設定可能用量に対応する薬剤の量を送出するのに必要な回転数だけ駆動部材を回転させるのに十分な能力をばねが有することが、必須である。更に、比較的一定の送出プロファイルを与えるため、及び用量の最後の部分を吐出するのに十分な力が残されることを保証するために、ばね解放の結果として注入中にばねによって伝えられるトルクの減少が、最小化されるべきである。従って、ばねは、多数の巻き数を有し、注入装置の投与終了状態において部分的に荷重がかけられていなければならない。しかしながら、示されるように、これは、かなりの軸方向の寸法を必要とするという点で、注入装置の形状に影響を与える。
【０００８】
同様に、圧縮ばねの場合には、ばねは、最大設定可能用量に対応する薬剤の量を吐出するために、ロックを押してピストンロッドを前進させるのに十分な能力を有しなければならず、ばね解放の結果として注入中にばねによって発揮される力の減少は、比較的一定の送出プロファイルを与えるため、及び用量の最後の部分を吐出するのに十分な力が残されることを保証するために、最小化されるべきである。
【０００９】
明らかに、上記のばねのうちの一つが、注入装置の中で予め荷重をかけられて用いられ、再度荷重をかける可能性がない場合には、それは、満杯のカートリッジを空にするのに十分な能力を有するために、いっそう長くなければならない。
【発明の概要】
【００１０】
本発明の一目的は、従来技術の問題点のうち少なくとも１つを排除する、又は低減すること、或いは、従来技術に対する有用な代替策を提供することである。詳細には、製造が容易で、必要な部品が少なく、製造コストが低い、小型の自動薬剤送出装置を提供することが、本発明の一つの目的である。
【００１１】
実質的に労力を要しないばねの解放による自動薬剤送出及び送出可能な用量の全範囲にわたって比較的一定の送出プロファイルを提供する薬剤送出装置を提供することが、本発明の更なる目的である。
【００１２】
本発明の開示において、上記の一又は複数の目的に対処する、及び／又は、下記の文章から明らかになる目的に対処する、態様及び実施形態が説明される。
【００１３】
本発明の原理を用いる薬剤送出装置において、薬剤吐出機構は、２層ばねによって動力供給される。従来の単層ばねと比べて、２層ばねは、はるかに短い軸方向の寸法で、同様な能力を有することができ、小型の薬剤送出装置の構成の可能性を提供する。
【００１４】
従って、本発明の一態様において、薬剤吐出機構及び蓄えられたエネルギーを薬剤吐出機構に伝えるために薬剤送出装置の使用中に解放可能なばねを備える薬剤送出装置が提供される。ばねは、第一の量のエネルギーを蓄えることのできる第一のらせん部、又は第一のコイル部、及び第二の量のエネルギーを蓄えることのできる第二のらせん部、又は第二のコイル部を含む。第一のらせん部及び第二のらせん部が、一つの連続した部品を形成し、第二のらせん部が、第一のらせん部の少なくとも一部を囲む。
【００１５】
薬剤送出装置は、薬剤リザーバから薬剤を吐出するように適合され、薬剤リザーバは、いわゆる充填済の薬剤送出装置において従来当てはまるように、薬剤送出装置の一体化された部品であってもよいし、又はその代わりに、いわゆる再使用可能な薬剤送出装置において従来当てはまるように、例えば交換可能な部品などの、別個の取付け可能な部品であってもよい。
【００１６】
ばねは、単一の途切れていない材料片、例えば途切れていない一本の金属線、から構成されてもよい。あるいは、ばねは、複数の合体された材料片から構成されてもよく、例えば、溶接又は他の方法で接着され、連続したばね構造を形成してもよい。
【００１７】
製造業者は、従来の単層ばねを用いる装置と同様な能力を有する短い装置、又はより大きな能力を有する従来の長さの装置、又は何かその中間のものを優先順位付けすることを選択できるので、２層ばねは、薬剤送出装置のデザイン及び寸法設計においてより大きな自由度を可能にするという事実に加えて、２層ばねを有する薬剤送出装置は、その特定の型のばねに応じて、より一定の力のプロファイル、又はトルクプロファイルを提供し、時間的に薬剤リザーバのより一定の加圧を生じさせ、従って、身体への薬剤のより一定の流れを生じさせる。更に、例えば改造された巻線機で、単一の途切れていない材料片から作られる場合には、２層ばねは、単層ばねへの少しの追加費用だけで簡単に製造することができる。
【００１８】
ばねは、第一のらせん部の端部である第一のばね端部、第二のらせん部の端部である第二のばね端部、及び第一のらせん部と第二のらせん部をつなぐ移行部を、更に備え得る。
【００１９】
ある長さの１本の針金を軸の周りに任意の方向（例えば、時計回り）に巻き、第一のらせん部を作り、その後、変形角を変えて、その針金を第一のらせん部の上で逆戻りして同じ回転方向（例えば時計回り）に巻き続け、第二のらせん部を作ることによって、ばねは形成され得る。それによって、第一のらせん部は内側らせんになり、第二のらせん部は外側らせんになる。
【００２０】
第二のらせん部は、第一のらせん部の上に直接巻かれてもよいし、又は例えば円柱などの形をした成形具の上に巻かれ、それにより、第一のらせん部から半径方向に離れていてもよい。更に、第一のらせん部と第二のらせん部は、所与の能力を有するばねの半径寸法を最小化するために、同心円であってもよい。
【００２１】
第一のらせん部と第二のらせん部のそれぞれの軸方向の長さは、薬剤送出装置に対するばねの望ましい特性に従って、製造業者によって選択され得る。薬剤送出装置の軸方向の寸法の減少に関してばねの形状から確かに利益を得るために、第二のらせん部の軸方向の長さは、第一のらせん部の軸方向の長さの、好ましくは５０％〜１５０％、詳細には５０％〜１００％、であるべきである。
【００２２】
薬剤送出装置は、可変容量薬剤リザーバと連結した、又は連結するように適合されたハウジングを更に含んでよく、薬剤吐出機構は、リザーバの容量を減らすために、ハウジングに対して移動可能なアクチュエータを含んでもよい。ばねからのエネルギーの解放の間、アクチュエータは、ばねによって直接に、又はばねによるモータ出力をアクチュエータの移動に変換するように構成された駆動構造によって、ハウジングを通って前進し得る。いずれの場合も、第一のばね端部と第二のばね端部のうちの一つが、そのような解放の間、ハウジングに対して静止して配置され、同時に、第一のばね端部と第二のばね端部のうちの他方が、アクチュエータと動作的に連結されてもよい。
【００２３】
薬剤送出装置は、例えば万年筆の形状に対応する形状を有する、注入装置のタイプであってもよい。その場合、ハウジングは、円形の円筒状の（又は実質的に円形の円筒状の）壁を備え、その内部にばねが同軸で配置されてもよい。
【００２４】
ばねは、ユーザが荷重をかけたり、再びかけたりせずとも、リザーバの全内容物を吐出することを可能にするように、薬剤送出装置の中で予め荷重をかけられた状態に構成されてもよい。あるいは、ばねは、薬剤投与の前ごとに、ユーザによって荷重がかけられるように適合されてもよい。とにかく、従来の仕方で、ばねは、薬剤送出装置の投与終了状態において少なくともわずかに荷重をかけられており、薬剤吐出ストロークの終わりにアクチュエータに十分な力又はトルクを伝え、用量の最後の部分についても適切な送出を可能にすることができることを保証するように、構成され得る。
【００２５】
薬剤送出装置は、リザーバから吐出されるべき用量をユーザが設定することを可能にする、用量設定機構を更に備えてもよい。ばねは、用量設定機構と動作的に連結され、吐出されるべき用量を増やす用量設定機構の作動に応じて荷重をかけられ、吐出されるべき用量を減らす用量設定機構の作動に応じて解放されるように、構成されてもよい。それにより、設定されている用量のサイズに対応して、追加のエネルギーがばねに蓄えられる。
【００２６】
本発明の特定の実施形態において、第一のらせん部と第二のらせん部のうちの一つが、引張ばねとして作用し、第一のらせん部と第二のらせん部のうちの他方が、圧縮ばねとして作用し、それにより、薬剤吐出機構への累積的な力の伝達を可能にする。例えば、第一のらせん部はオープンワインド、すなわち圧縮ばねとして構成されてもよく、第二のらせん部はクローズワインド、引張ばねとして構成されてもよい。
【００２７】
本発明の他の特定の実施形態において、第一のらせん部と第二のらせん部は、両方ともクローズワインドであり、ねじりばねとして作用する。
【００２８】
本発明のある実施形態において、薬剤送出装置は、ａ）長さ方向の軸に沿って伸びるハウジング、ｂ）出口部を備える可変容量薬剤リザーバ（例えば、スライド可能なピストンと、貫通可能な隔膜によって覆われた出口とを備える薬剤カートリッジ）、ｃ）第一のばね端及び第二のばね端を備えるねじりばねであって、第一のばね端に対してばねの巻戻し方向に第二のばね端を付勢するように荷重をかけられているねじりばね、ｄ）第一のばね端を保持するように適合された第一のばね保持部材であって、少なくともリザーバの容量減少の間、ハウジングに対して回転不可能である第一のばね保持部材、ｅ）活性化ボタン、ｆ）第二のばね端を保持するように適合された第二のばね保持部材であって、第一のばね保持部材に対してばね巻戻し方向への第二のばね保持部材の回転が防止される第一の状態から、第一のばね保持部材に対してばね巻戻し方向への第二のばね保持部材の回転が許可される第二の状態へ、活性化ボタンの作動に応じて移されるように適合されている第二のばね保持部材、ｇ）薬剤リザーバを加圧するためのアクチュエータ（例えば、ピストンロッド）であって、第二のばね保持部材が第二の状態にあるときに、第二のばね保持部材と回転式に連結されるアクチュエータ、並びにｈ）第二のばね保持部材がばね巻戻し方向に回転するのに応じてアクチュエータが薬剤リザーバを加圧するようにさせるように構成されたアクチュエータ案内構造（例えば、ナット部材）を備え、ねじりばねは、第一のばね端を含む第一のねじりばね部及び第二のばね端を含む第二のねじりばね部を更に含み、第二のねじりばね部は第一のねじりばね部の少なくとも一部分の周りに巻かれていて、第一のねじりばね部と第二のねじりばね部は、一つの連続した部品を形成する。
【００２９】
本発明の他の実施形態において、薬剤送出装置は、ａ）長さ方向の軸に沿って伸び、窓を有するハウジング、ｂ）出口部を備える可変容量薬剤リザーバ（例えば、スライド可能なピストンと、貫通可能な隔膜によって覆われた出口とを備える薬剤カートリッジ）、ｃ）第一のばね端及び第二のばね端を備えるねじりばね、ｄ）第一のばね端を保持するように適合された第一のばね保持部材であって、ハウジングに対して回転不可能である第一のばね保持部材、ｅ）薬剤リザーバから吐出されるべき用量を設定するための用量設定部材、ｆ）用量設定部材の作動に応じて窓に対して変位するように構成された用量表示器、並びにｇ）ｇ１）活性化ボタン、ｇ２）第二のばね端を保持するように適合された第二のばね保持部材であって、活性化ボタンと動作的に連結され、第二のばね保持部材がハウジングに対してばね巻戻し方向に回転することが防止される第一の軸方向の位置から、第二のばね保持部材がハウジングに対してばね巻戻し方向に回転することが許可される第二の軸方向の位置へ、活性化ボタンの作動に応じてハウジングに対して移動するように構成された第二のばね保持部材、ｇ３）薬剤リザーバを加圧するためのアクチュエータ（例えば、ピストンロッド）であって、第二のばね保持部材が第二の軸方向の位置にあるときに、第二のばね保持部材と回転式に連結されるアクチュエータ、及びｇ４）第二のばね保持部材がばね巻戻し方向に回転するのに応じて、アクチュエータが薬剤リザーバを加圧するようにさせるように構成されたアクチュエータ案内構造（例えば、ナット部材）を備える用量吐出機構、を備え、ねじりばねは、第一のばね端を含む第一のねじりばね部及び第二のばね端を含む第二のねじりばね部を更に含み、第二のねじりばね部は第一のねじりばね部の少なくとも一部分の周りに巻かれていて、第一のねじりばね部と第二のねじりばね部は、一つの連続した部品を形成する。
【００３０】
本発明の範囲内で、ばねは、２つの層を含むことに限定されず、第二のらせん部の少なくとも一部分の周りに巻かれる第三のらせん部、第三のらせん部の少なくとも一部分の周りに巻かれる第四のらせん部、等々を更に含んでもよく、各々の追加のコイル層は、更なる軸方向の小型化を可能にするということが、留意される。
【００３１】
他の態様において、本発明は、薬剤吐出機構を付勢するための、薬剤送出装置の中でのばねの使用を提供し、ばねは、一つの連続した部品を形成する内側らせんばね部材及び外側らせんばね部材を含む。ばねは、上記のように、及び／又は例示的な実施形態の説明に関連して以下で開示されるように、構成され得る。詳細には、薬剤送出装置の中で用いられるばねは、途切れていない一片の材料から構成され得る。
【００３２】
本明細書では、ある態様又はある実施形態（例えば「一態様」「第一の態様」「一実施形態」「例示的な一実施形態」等）への言及は、それぞれの態様又は実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造又は特質が、本発明の少なくともその一つの態様又は実施形態に含まれ、又はそれに内在することを表すが、必ずしも、本発明の全ての態様又は実施形態に含まれ／内在することを表すわけではない。しかし、本発明に関連して説明される様々な特徴、構造及び／又は特質の任意の組合せが、本書に明示的に記述されるか、或いは、文脈によって明確に否定されない限り、本発明によって包含されることが強調される。
【００３３】
本文中の、任意かつ全ての例又は例示的な文言（例えば、など、等）の使用は、単に本発明を明快にすることを意図するものであり、特許請求の範囲で主張がなされない限り、発明の範囲に限定を課するものではない。更に、明細書中のいかなる文言又は言い回しも、本発明の実施にとって不可欠な特許請求されていない要素を示していると、解釈されるべきではない。
【００３４】
以下に、図面を参照して本発明を更に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第一の実施形態による、薬剤送出装置の中で使用するための、予め荷重をかけられた組み合わされた圧縮／引張ばねの透視図である。
【図２Ａ】図１の組み合わされた圧縮／引張ばねを用いる薬剤送出装置の長さ方向の断面図である。
【図２Ｂ】ばねの解放後の薬剤送出装置の長さ方向の断面図である。
【図３】本発明の第二の実施形態による、薬剤送出装置の中で使用するための、ねじりばねの透視図である。
【図４】図３のねじりばねを用いる薬剤送出装置の長さ方向の部分断面図である。
【図５】ねじりばねの取付けを示す、透視部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図面において、同様の構造物は、主として同様の参照番号で識別される。
【００３７】
下記で、「上向き」及び「下向き」などの相対的表現が使用される場合には、これらは添付の図面を参照するものであり、必ずしも実際の使用状況を参照している訳ではない。示される図面は、概略的表示であり、そのため、種々の構造の構成及びそれらの相対的寸法は、例示目的のみの役割を果たすことが意図される。
【００３８】
図１と図２は、本発明の第一の例示的な実施形態に関し、第一のタイプの２層ばねが、１回分の用量の薬剤しか送出できないシングルショット注入装置の中に予め荷重をかけられて組み入れられている。一方、図３〜図５は、本発明の第二の例示的な実施形態に関し、第二のタイプの２層ばねが、複数の用量の薬剤を設定し送出できるマルチドーズ注入装置の中に組み入れられる。２つのタイプの２層ばねの各々が、他方の注入装置のタイプ及び別のタイプの薬剤送出装置において等しく適用可能であるということが、理解される。
【００３９】
図１は、予め荷重をかけられた状態の２層の組み合わされた圧縮／引張ばね１０を示す。ばね１０は、内側ばね端１２から移行部１５へ巻かれる内側コイル１１及び移行部１５から外側ばね端１４へ内側コイル１１の上を逆戻りして巻かれる外側コイル１３を有する。内側コイル１１は、オープンワインドの（ばね１０が荷重をかけられた状態で描かれているので、クローズワインドに見えるけれども）圧縮ばねであり、外側コイル１３は、クローズワインドの引張ばねである。
【００４０】
図２Ａは、ばね１０を備える注入装置１の長さ方向の断面図であり、いくつかの部品、特にばね１０、は断面が示されていない。注入装置１は、ハウジング２、カートリッジ４を保持するカートリッジホルダ３、及びばね１０によって動力供給される薬剤吐出機構を備える。注入ニードル７を運ぶニードルハブ６が、カートリッジホルダ３の遠位端に取付けられ、注入ニードル７は、カートリッジ４の遠位端を封じる貫通可能な隔膜を通って伸びることができる。密閉ピストン９が、カートリッジ４の反対端にスライド可能に取付けられ、液状薬剤を保持できる可変容量チャンバ５を提供する。ピストン９は、薬剤吐出機構の一部を形成するピストンロッドによってカートリッジ４の中で前進させられるように適合される。ピストン９は、ピストンロッド２０に強固に連結されるピストンロッドフット２５と隣接する。
【００４１】
図２Ａは、使用前の状態の注入装置１を示し、取外し可能なニードルキャップ８が、注入ニードル７の外部を覆っている。外側ばね端１４が、ばねベース４１に接し、内側ばね端１２が、ピストンロッド２０上の遠位フランジ２２に接するように、予め荷重をかけられたばね１０が取付けられる。更に、ラッチ３０が、ピストンロッド２０上の近位フランジ２１と係合し、それにより、荷重をかけられた薬剤吐出機構を提供する。
【００４２】
図２Ｂは、薬剤送出機構の解放後の注入装置１を示す。ユーザは、ラッチ３０のアームをハウジング２に対して押して、ピストンロッド２０を解放し、その結果、ばね１０は、その中に蓄えられたエネルギーをピストンロッド２０に伝え、ピストン９を遠位方向に付勢し、チャンバ５がしぼむ。ばね１０の２つの層は、各々、薬剤吐出機構に伝えられる全エネルギーのうちのある量に寄与する。ばね１０の解放の間に、内側コイル１１は伸び、同時に外側コイル１３は縮み、移行部１５をばねベース４１の方に移動させる。内側コイル１１と外側コイル１３からの合成された力の寄与分からなる、結果として生じる力が、このように遠位フランジ２２に伝えられ、結果として生じるピストンロッド２０のストロークに変換される。
【００４３】
図３は、本発明の他の実施形態による、薬剤送出装置の中での使用に適合された２層ねじりばね１１０を示す。ばね１１０は、内側ばね端１１２から移行部１１５へ巻かれる内側コイル１１１及び移行部１１５から外側ばね端１１４へ内側コイル１１１の上を逆戻りして巻かれる外側コイル１１３を有する。内側コイル１１１と外側コイル１１３の両方がクローズワインドであり、内側ばね端１１２と外側ばね端１１４の両方が、それぞれの他の部品と相互作用して、その間でのトルクの伝達を可能にするように形成される。このように、ばね１１０は、回転エネルギーを蓄えて伝えるように適合され、トルク及びストロークの点でのそれの能力は、内側コイル１１１と同じ長さ及び直径の単層ねじりばねの能力のほぼ２倍である。
【００４４】
図４は、ばね１１０を用いる注入装置１００の部分断面図である。注入装置１００は、ハウジング１０２、カートリッジ１０４を保持するカートリッジホルダ１０３、及びばね１１０によって動力供給される薬剤吐出機構を備える。カートリッジホルダ１０３は、円周リッジ１９５によってハウジング１０２にしっかりと取付けられる。図ではニードルキャップ１０８によって覆われている注入ニードルを運ぶニードルハブ１０６が、カートリッジホルダ１０３の遠位端に取外し可能に取付けられ、注入ニードルは、カートリッジ１０４の遠位端を封じる貫通可能な隔膜を通って伸びることができる。密閉ピストン１０９が、カートリッジ１０４の反対端にスライド可能に取付けられ、液状薬剤を保持できる可変容量チャンバ１０５を提供する。ピストン１０９は、薬剤吐出機構の一部を形成するピストンロッド１２０によってカートリッジ１０４の中で前進させられるように適合される。ピストン１０９は、ピストンロッド１２０に強固に連結されるピストンロッドフット１２５と隣接する。ピストンロッド１２０は、ハウジング１０２の中に固定して取付けられているナット１６０とねじ式に係合され、ピストンロッドガイド１６５に対して回転方向にロックされる。
【００４５】
用量ダイヤル１５０が、ハウジング１０２の近位端に、２つの間での相対的な軸方向の動きを防止する円周リッジ１９７を覆って回転可能に取付けられる。用量ダイヤル１５０の内側形状は、ばね１１０を通って伸びるチューブ１８０との回転方向のロッキング係合を保証する。チューブ１８０には、注入ボタン１３０のフランジ１３２との係合のために形成された半径方向の狭さく１８４が近位端部に設けられ、チューブ１８０に対する注入ボタン１３０の上方への動きを防止する。以下で更に詳細に説明されるように、注入ボタン１３０は、ユーザが操作でき、プッシュ面１３１に力を加えることにより、薬剤吐出機構を活性化させることができる。プッシュ面１３１の下側は、チューブ１８０の最近位部に接し、それにより、チューブ１８０に対する注入ボタン１３０の下方への動きを防止する。注入ボタン１３０とチューブ１８０は、このように、共同の軸方向の動きを受けることを強いられる。圧縮ばね１３５が、プッシュ面１３１の下側と用量ダイヤル１５０の間に配置され、注入ボタン１３０、及びそれによりチューブ１８０をハウジング１０２に対して近位方向に付勢する。
【００４６】
らせん状のトラック１９２が、スケールドラム１９０との係合のために、ハウジング１０２の内壁上に形成される。以下でも更に詳細に説明されるように、スケールドラム１９０は、用量に関する複数の数字（見えない）を有しており、用量設定中にらせん状トラック１９２に沿って位置付けられ、用量吐出中にらせん状トラック１９２の一部分を動くように適合される。スケールドラム１９０は、最近位位置で、ばねベース１４０のフランジ１４２と接する。ばねベース１４０は、ハウジング１０２に対して軸方向にかつ回転方向にロックされ、内側ばね端１１２を保持するのに役立つ。外側ばね端１１４を保持するラチェット１７０とのスプライン係合のために、幾つかの軸方向のトラック（見えない）が、スケールドラム１９０の内壁に沿って設けられる。ラチェット１７０は、チューブ１８０に対して軸方向かつ回転方向にロックされ、クラッチ１７５に対して軸方向にロックされる。次に、クラッチ１７５は、ハウジングの内壁に円周状に分布する複数の軸方向スプライン１９３との係合により、用量設定中、ハウジング１０２に対して回転方向にロックされ、用量吐出中、ハウジング１０２から分離される。
【００４７】
図５は、ばね１１０の取付けを等角で示し、内側ばね端１１２とばねベース１４０の間及び外側ばね端１１４とラチェット１７０の間のそれぞれの接続を詳述する。図は、ピストンロッド１２０のねじ山を通る軸方向のトラック１２３を更に示す。軸方向のトラック１２３は、ピストンロッドガイド１６５の中のキー（図示せず）によって係合され、ピストンロッド１２０とピストンロッドガイド１６５の回転方向の相互ロックを保証するように、適合される。クラッチ１７５の外面に円周状に分布する複数の歯１７６も見える。歯１７６は、ハウジング１０２の内壁上のスプライン１９３と相互作用するように適合される。
【００４８】
以下で、注入装置１００の動作が説明される。図４は、チャンバ１０５から送出されるべき用量の設定の用意ができている、使用前の状態の注入装置１００を示す。この状態において、スケールドラム１９０は、ゼロ用量位置であり、フランジ１４２に接しており、ゼロ用量の表示が、ハウジング１０２の窓（図示せず）の中に表示される。用量を設定するために、ユーザは、注入装置１００を握り、所望の用量が窓の中に表示されるまで、用量ダイヤル１５０を回す。用量ダイヤル１５０の回転が、チューブ１８０に伝えられ、更にラチェット１７０に伝えられる。それにより、外側ばね端１１４が内側ばね端１１２に対して角度的に変位し、内側ばね端は、固定されたばねベース１４０によって保持されており、その結果、ばね１１０は、更に荷重がかかるようになるであろう。
【００４９】
ラチェット１７０とスケールドラム１９０の間のスプライン関係のため、ラチェット１７０の時計回りの回転（近位の視点から見て）により、スケールドラム１９０は、らせん状トラック１９２に沿って遠位方向に進み、他方、ラチェット１７０の反時計回りの回転により、スケールドラム１９０は、らせん状トラック１９２を反対方向に進む。このことは、用量ダイヤル１５０が時計回りに回されると、窓の中の数字が増え、用量ダイヤル１５０が反時計回りに回されると、窓の中の数字が減るのが、ユーザに見えるということを、意味する。
【００５０】
注入装置１００の示されている用量設定状態において、クラッチ１７５は、歯１７６とスプライン１９３の間の相互作用により、ハウジング１０２に対して回転方向にロックされる。用量設定中のラチェット１７０とクラッチ１７５の間の相対的な回転は、ラチェット１７０が、荷重をかけられたばね１１０からのトルクを受けたときに、反時計回りに回転するのを防止する、内部のラチェット及び歯止め機構（見えない）により、管理される。それにより、用量設定中に得られる、ハウジング１０２に対するラチェット１７０の角度位置は、ユーザが用量ダイヤル１５０を放すときに、荷重をかけられたばね１１０の付勢に抗して維持される。しかしながら、設定用量を減らすために、用量ダイヤル１５０が、反時計回りに回されることに関して、チューブ１８０が、用量ダイヤル１５０からのトルクを受けるとき、クラッチ１７５に対するラチェット１７０の反時計回りの回転を可能にするように、内部のラチェット及び歯止め機構は構成される。
【００５１】
注入ニードルを通って設定された用量を放出するために、ユーザは、圧縮ばね１３５からの付勢力に抗して注入ボタン１３０を押下げる。注入ボタン１３０の下方への動きは、チューブ１８０並びに次にラチェット１７０及びクラッチ１７５に伝えられる。クラッチ１７５がハウジング１０２の中を下方に動くと、歯１７６は、最初に、ピストンロッドガイド１６５と係合し、次に、スプライン１９３から離れ、ばね１１０が、巻き戻り、ラチェット１７０をハウジング１０２に対して反時計回りに回転させることを可能にする。ラチェット１７０は、クラッチ１７５及びピストンロッドガイド１６５を回転運動に連動させ、ピストンロッドガイド１６５とピストンロッド１２０の間のスプライン関係は、後者が共に回転し、ナット１６０を通ってらせん状に進むことを可能にし、それにより、ピストンロッドフット１２５がピストン１０９を遠位方向に変位させ、薬剤が注入ニードルを通って吐出される（ニードルキャップ１０８は取り除かれている）。
【００５２】
また、ラチェット１７０の反時計回りの回転により、スケールドラム１９０は、用量設定中に置かれた用量表示位置から、最初のゼロ用量位置へと近位方向にらせん状トラック１９２を進み、そこでフランジ１４２とぶつかり、停止する。スケールドラム１９０が反時計周りにもはや回転できないとき、ラチェット１７０は、回転するのを止め、その結果、ピストンロッド１２０の遠位方向への動きもまた停止され、それにより、用量の放出を終了する。
【００５３】
その後、ユーザが、プッシュ面１３１から力を取り除くと、圧縮ばね１３５が、注入ボタン１３０を近位方向に付勢し、それにより、チューブ１８０が、半径方向の狭さく１８４と相互作用するフランジ１３２によって持ち上げられる。ラチェット１７０は、チューブ１８０及びクラッチ１７５に対して軸方向にロックされているので、チューブ１８０のこの近位方向への変位は、クラッチ１７５へ伝達され、クラッチは、ピストンロッドガイド１６５との係合から解かれ、ハウジング１０２の中のスプライン１９３との係合に戻る。それにより、クラッチ１７５は、再び、ハウジング１０２に対して回転しないようにされ、注入装置１００は、このように、用量設定状態に自動的に戻る。
【００５４】
ばね１１０のこの特定の構成が、注入装置１００の軸方向に小型の構造を可能にすると同時に、ピストンロッド１２０によるチャンバ１０５の均一な加圧及びそれ故に用量放出の間中の注入ニードルを通る薬剤の安定な流れを保証する。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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