伸缩驱动布置的制作方法
【专利摘要】一种伸缩驱动组件，包括可旋转的螺纹驱动部件、布置成关于驱动部件沿轴向可移动的但关于框架不可旋转的且包括与驱动部件螺纹接合的螺母部件的外管组件、具有外螺纹的传输管，以及与传输管外螺纹螺纹接合的驱动管。外管组件包括外管部分，其对应于旋转轴线非可旋转地联接至螺母部件，外管部分被允许对应于垂直于旋转轴线的至少一条轴线而关于螺母部件枢转。
【专利说明】
伸缩驱动布置
技术领域
[0001 ] 本发明大体上涉及伸缩驱动布置(telescopic drive arrangement)。在特定方面中，本发明涉及并入机动化的药物输送装置中的此类驱动布置，该药物输送装置适于收纳药物填充的筒，且随后从其排出剂量。
【背景技术】
[0002]在本发明的公开内容中，主要参照了旨在通过离散或连续的皮下药物输送治疗糖尿病的药物输送装置，然而这仅为本发明的示例性用途。
[0003]适于接收药物填充的筒和从其排出期望大小的离散剂量的耐用的药物输送装置的最常见类型是由手动器件或由剂量设置期间激励的弹簧驱动，筒为包括具有初始近侧位置的轴向可位移的活塞的类型，且其通过活塞杆向远侧移动。皮下药物输送经由布置成与筒流体连通的注射针来进行。装置可为笔形或为更像盒形的所谓定量器的形式。为了改善便利性、用户友好和提供附加特征，例如，检测和储存排出数据，药物输送装置已经设有电驱动器件，其通常为电控制的马达的形式，以驱动活塞杆穿过齿轮布置，例如，如US6，514，230和US 2011/306927中所示。
[0004]尽管机动化的药物输送该装置由于可使许多琐碎例行程序(trivialroutine)自动化而给客户带来了一定数目的好处，但这些装置相比于常规机械装置通常相当大和/或长，且因此它们携带和储存不实际。为了解决该问题，WO 2002/034315公开了一种大体上笔形药物输送装置，其包括驱动布置，驱动布置包括伸缩活塞杆，其可在沿远侧方向伸缩扩张时移动到药物筒中。用于驱动活塞杆的马达布置成关于活塞杆同轴偏移，以缩短装置的总长度。此外，WO 97/00091公开了一种用于医疗注射器装置的伸缩驱动布置。
[0005]尽管伸缩活塞杆设计可导致紧凑设计，但该设计涉及干扰多个其它构件的一定数目的移动构件，所有都布置在限定空间中。此设计通常将导致涉及的构件受过度约束的机械设计，这继而又可导致装置的故障和/或增加的生产成本和较低产量。
[0006]鉴于上文，本发明的目的在于提供一种伸缩驱动组件，其以成本效益合算的方式确保高度的可靠性。另一个目的在于提供一种结合此驱动组件的机动化的药物输送装置。
【发明内容】
[0007]在本发明的公开内容中，将描述实施例和方面，其将解决以上目的的一个或更多个，或将解决从以下公开内容清楚和从示例性实施例的描述清楚的目的。
[0008]因此，按照本发明的第一方面，提供了一种驱动组件，其包括细长的驱动部件、夕卜管组件、输送管和驱动管。细长的驱动部件包括外螺纹，且限定旋转轴线，驱动部件适于布置成关于框架沿轴向锁定但自由旋转。外管组件适于布置成关于驱动部件沿轴向可移动的但关于框架不可旋转的，且包括与驱动部件外螺纹螺纹接合的螺母部件。传输管包括外螺纹，且布置成与驱动部件同轴且在外管组件内侧，关于驱动部件沿轴向可移动的但不可旋转的，且关于外管组件沿轴向锁定但可自由旋转。驱动管与传输管外螺纹螺纹接合，且布置成与驱动部件同轴，且关于外管组件沿轴向可移动的但不可旋转的。外管组件包括外管部分，其对应于旋转轴线非可旋转地联接到螺母部件上，外管部分被允许对应于不同于旋转轴线的至少一条轴线(例如，垂直于旋转轴线)而关于螺母部件枢转。
[0009]按照本发明的另一方面，提供了一种驱动组件，其包括框架、细长的驱动部件、夕卜管组件、输送管和驱动管。细长的驱动部件包括外螺纹，且限定旋转轴线，驱动部件布置成关于框架沿轴向锁定但可自由旋转。外管组件布置成可关于驱动部件沿轴向可移动的但关于框架不可旋转的，且包括与驱动部件外螺纹螺纹接合的螺母部件。传输管包括外螺纹，且布置成与驱动部件同轴且在外管组件内侧，关于驱动部件沿轴向可移动的但不可旋转的，且关于外管组件沿轴向锁定但可自由旋转。驱动管与传输管外螺纹螺纹接合，且布置成与驱动部件同轴，且关于外管组件沿轴向可移动的但不可旋转的。外管组件包括外管部分，其对应于旋转轴线非可旋转地联接到螺母部件上，外管部分被允许对应于不同于旋转轴线的至少一条轴线(例如，垂直于旋转轴线)而关于螺母部件枢转。
[0010]通过该布置，允许了本来的螺母和外管组件关于彼此移动，例如，挠曲或〃摆动〃，该布置仍提供了期望的旋转传递，这允许了需要涉及的构件的较小限制的公差的成本效益合算的设计。
[0011]在示例性实施例中，外管部分为包括底座部分和管引导部件的组件形式，其中底座部件联接到螺母部件上，且底座部件和管引导部件经由滑块联轴器(Oldham coupling)联接到彼此上。传输管可关于底座部件沿轴向锁定但可自由旋转，且驱动管可关于管引导部件沿轴向可移动的但不可旋转的。
[0012]驱动管可设有一定数目的外引导凸起，且管引导部件可包括布置成收纳引导凸起的一定数目的内引导凹槽，引导凸起各自包括沿轴向和/或周向方向向外弯曲的外接合表面，这减少了涉及的构件精确对准的需要。
[0013]作为外管组件的简单备选方案，外管部分可为包括底座部件部分和管引导部件部分的整体部件的形式，其中底座部件部分联接到螺母部件上。
[0014]另一方面，提供了包括如上文所述的驱动组件的药物输送装置，装置还包括适于收纳药物填充筒的隔间，筒包括本体部分、沿轴向可转移的活塞，以及适于布置成与流动导管流体连通的远侧出口部分。驱动管适于直接或间接地接合，且沿轴向移动加载的筒的位置以由此从筒推出药物，且电子控制的驱动布置提供成使细长的驱动部件旋转。驱动布置可包括马达和用于控制马达的控制器。控制器可与接收器和/或发射器相关联或包括接收器和/或发射器，以允许装置与外源通信，例如，以无线方式与智能电话。以此方式，排出剂量的记录可传递至智能电话，或智能电话可用于便利地输入预设剂量大小。
[0015]药物输送装置可设有设置器件，以允许使用者设置待排出的药物的剂量。设置器件可为设置装置的形式，例如，一个或更多个用户输入键，或上述有线或无线接收器，其适于接收从诸如PC或智能电话的外源输入的设置。
[0016]如本文中所使用的，用语〃药物〃意思是包含能够以受控防止穿过输送器件(诸如套管或中空针)的任何可流动的医药配方，诸如液体、溶液、凝胶或细粒悬液，且包含一种或更多种药剂。代表性的药物包括药品如缩氨酸(例如，胰岛素、含胰岛素的药物、含GLP-1的药物，以及它们的衍生物)、蛋白质和激素、生物衍生或活性制剂、基于激素和基因的制剂、营养配方，以及固体(分送的)或液体形式的其它物质。在示例性实施例的描述中，将参照使用含胰岛素的药物，这包括其类似物以及与一种或更多种药物的组合。
【附图说明】
[0017]在下文中，将参照附图来进一步描述本发明的示例性实施例，在附图中图1A以截面示出了常规的伸缩驱动组件，
图1B示出了处于部分延伸状态的图1A的驱动组件，
图2A以截面示出了另一个伸缩驱动组件，
图2B示出了处于部分延伸状态的图2A的驱动组件，
图3示出了图2A的驱动组件的外部视图，
图4以分解视图示出了图3中所示的驱动组件的构件，
图5示出了机动化药物输送装置，以及图6以分解视图示出了图5中所示的药物输送装置的构件。
[0018]在附图中，相似的结构主要由相似的参考标号表示。
【具体实施方式】
[0019]当在下文中使用诸如〃上〃和〃下〃、〃右〃和〃左〃、〃水平〃和〃垂直〃或类似相对表达的用语时，这些仅表示附图，且未必是实际使用情形。所示的附图为简图，出于此目的，不同结构的构造及其相对大小旨在仅用作示范性目的。当用语部件或元件用于给定构件时，其大体上指出了在所述实施例中，构件为整体构件，然而相同部件或元件可作为备选包括一定数目的子构件，正如两个或更多个所述构件可提供为整体构件，例如，制造为单个注射模制部分。用语〃组件〃不表示所述构件可能必须在给定组装程序期间提供整体或功能组件，而是仅用于将组合在一起的构件描述为功能上更紧密相关。
[0020]在转向本发明的示例性实施例的描述之前，将描述常规的伸缩驱动组件，以更好地提供此布置的总体工作原理的理解。
[0021 ]更具体而言，图1A示出了伸缩驱动组件I，其包括螺纹导螺杆2、具有螺纹近侧部分4的外管3、具有远侧自由端6和近侧螺纹部分7的内驱动管5，以及外螺纹传输管8。在操作状态中，组件安装在框架(未示出)中。导螺杆限定轴向方向和旋转z轴线。
[0022]导螺杆2在其近端处通过一些器件围绕z轴线可旋转地驱动，且与三个构件对接:与框架(未示出)z轴线平移锁定、与外管近侧螺纹部分4螺纹对接，以及与传输管8滑动旋转锁定对接。当导螺杆旋转时，具有与框架滑动旋转锁定对接的外管在由导螺杆的节距和转速确定的速度下沿z轴线平移。传输管8具有三个对接:与导螺杆滑动旋转锁定对接，与外管z轴线平移锁定9，以及与驱动管近侧螺纹部分7螺纹对接。当导螺杆旋转时，滑动旋转锁定迫使传输管在相同速度下旋转。当传输管旋转时，具有与外管滑动旋转锁定对接的内驱动管在由外管的节距和转速加平移速度确定的速度下沿z轴线平移。如出现的那样，当导螺杆旋转时，外管向远侧移动，且内管向远侧〃伸缩〃离开外管，这如图1B中所示。
[0023]为了伸缩驱动组件的适当功能，所有对接在内管向前驱动时必须保持沿相对长距离自由平移和/或旋转，出于此原因，需要构件上的小的公差来确保构件保持活动性。此外，可能期望通过极小化构件之间的空隙来保持伸缩驱动组件的大小尽可能小。这可能还需要小的固件公差。为了解决这些问题，本发明的实施例提供了特殊运动接头，以允许构件之间的附加自由度。
[0024]转到本发明的示例性实施例，图2A公开了伸缩驱动组件100，其包括螺纹导螺杆120、外管组件、内驱动管150和传输管180。构件基本上具有与上述常规设计相同的功能关系，然而，替换外管部件的外管组件在所示实施例中包括经由大体上环形滑块联轴器部件160联接到底座部件140上的导管130，以及收纳在底座部件中的螺母部件170形式的四个部件。图2B示出了处于对应于图1B中所示的状态的部分伸缩状态的伸缩驱动组件100。
[0025]在参照图2A,3和4的下文中，将给出伸缩驱动组件100的独立构件的更详细描述。更具体而言，导螺杆120包括外螺纹121、作为输入轴且允许驱动部件(例如，齿轮)安装的具有一对相对的平表面的近端122，以及适于接合框架部件中的对应的座的部分球形表面部分123。两个相对的共面滑动表面124沿螺纹的长度提供，其适于接合传输管180上的对应的内表面，以由此提供其间的滑动旋转锁定对接。
[0026]螺母部件170包括适于接合底座部件中的对应的座142的部分球形表面部分172、适于接合底座部件中的对应铰链座143的一对相对沿径向突出的圆形铰链销173，以及适于接合导螺杆外螺纹121的内螺纹，提供沿z轴线的旋转锁定的销还允许螺母部件对应于由销限定的铰链轴线而枢转(通常几度旋转)。作为备选，可提供另一个铰链，以允许螺母部件在底座部件中"万向"移动。
[0027]底座部件140还包括适于接合滑块联轴器部件上的一对沿近侧突出的钩部分164上的对应表面由此提供其间的滑动旋转锁定对接的一对相对的共面滑动表面144、适于抓持和接合传输管上的近侧凸缘部分185由此提供z轴线平移锁定的一对相对的向远侧突出的钩部分145，以及适于接合形成在框架部件中的对应引导槽口由此提供其间的花键滑动旋转锁定对接的一对沿轴向延伸的相对的引导凸起146。引导凸起的外表面可沿轴向和/或周向方向弯曲，以便减少涉及精确对准的构件的需要。相对的钩部分145关于相对的滑动表面144偏移90度。
[0028]滑块联轴器部件160包括上述钩部分164，其包括适于将联轴器部件沿轴向锁定到底座部件上的向内指向的钩边缘，以及布置成关于钩部分164偏移90度且适于接合导管上的一对沿近侧突出的钩部分136上的对应表面由此提供其间的滑动旋转锁定对接的一对相对的横向外凸脊接口 166。为了进一步提供旋转锁定，滑块联轴器部件包括适于收纳底座部件钩部分145的一对相对的切口 165，以及钩部分164的一对相对向远侧指向的延伸部167，延伸部适于收纳在导管中的一对对应切口 137中。
[0029]导管130包括上述钩部分136和切口 165，以及适于接合形成在内驱动管150上的对应近侧引导凸起152由此提供其间的花键滑动旋转锁定对接的一对沿轴向延伸的相对的弓I导凹槽132。引导凸起的外表面可沿轴向和/或周向方向弯曲，以便减少涉及精确对准的构件的需要。
[0030]传输管180包括适于接合内驱动管上的对应近侧内螺纹151(见图2A)的外螺纹181、提供接合导螺杆滑动表面的上述内表面的一对相对的共面壁部分184，由底座部件钩部分145沿轴向锁定保持的上述近侧凸缘部分185，以及适于支承导螺杆的一对相对的沿轴向定向的内凸起186(见图2A)。
[0031]内驱动管150包括上述内螺纹151和引导凸起152，以及适于支承传输管的一对相对的沿轴向定向的内凸起156。
[0032]如出现那样，所述伸缩驱动组件100包括两个不同的布置，其各自提供驱动组件的提高的灵活性，而不妨碍组件的传动效率。更具体而言，滑块联轴器部件160分别与底座部件140和导管130的组合的对接提供了导管可在垂直于底座部件的旋转z轴线的平面中移动，还提供了底座部件与导管之间的旋转锁定。对应地，在螺母部件与底座部件之间形成的铰链允许螺母部件且由此导螺杆对应于铰链轴线而枢转，还提供了螺母部件与底座部件之间的旋转锁定。由于两个布置不同且独立，在第一备选实施例中，底座部件和引导部件可形成为单个元件，正如第二备选实施例中那样，底座部件、滑块联轴器部件和导管可形成为单个元件。
[0033]参看图5和6，将描述机动化〃盒形〃药物输送装置200，该装置适于收纳药物筒，其包括圆柱形本体部分、具有远侧针可穿透的隔膜的远侧出口部分、近侧开口端部分，以及允许排出机构(见下文)的活塞驱动器形成部分接合活塞的具有近侧表面的可沿轴向转移的活塞。例如，筒可含有胰岛素、GLP-1或生长激素配方的形式的药物。筒可设有针头接口安装件(needle hub mount)形式的远侧联接器件。
[0034]更具体而言，笔装置包括由上壳体部件220和下壳体部件230形成的盖部分201和主要部分202，壳体部件形成内部，其具有药物排出机构和相关联的控制器电子装置233布置在其中的近侧驱动组件部分，以及可再充的能量源231(电池组)布置在其中的远侧部分。远侧部分还包括适于经由远侧开口 242收纳药物填充的透明筒的前加载筒支座隔间232，收纳的筒由安装到壳体部件上的筒支座锁定组件240固持就位。弹簧促动的可沿轴向移动的筒偏压部件(未示出)向近侧布置在筒支座隔间中。对应的筒偏差部件在EP申请14159913.4中描述。
[0035]上壳体部件包括窗口 221，显示器(未示出)可经由窗口由用户观察到，以及包括用户输入键。在所示实施例中，一对剂量设置输入键225，226用于手动地设置显示器中显示的药物期望剂量，且其然后可在促动远侧布置的释放按钮227时排出。侧开口 228允许电连接器(例如，USB)插入，连接器提供了电池的充电，以及允许信号传输至和/或自外部装置(例如，PC)。此外，控制器电子装置可与接收器和/或发射器相关联或包括接收器和/或发射器，以允许装置通过无线手段(例如，蓝牙、NFC或W1-Fi)与外源连通。以此方式，排出剂量的记录可传递至PC或智能电话，或智能电话可用于便利地输入预设剂量大小。
[0036]药物排出机构包括框架部件250、马达和齿轮组件260，以及如上文所述的伸缩驱动组件100，包括适于接合加载的筒的活塞的近侧自由表面的远侧部分151的内驱动管150。不形成本发明的部分的是，驱动管远侧部分可设有用于检测驱动管与活塞之间的接触的电子传感器器件，例如，使用如WO 2013/144152中公开的近邻检测。备选地，接触可通过监测马达上的负载来检测，例如，通过监测电流。框架部件250包括底板部分251、适于收纳马达和齿轮组件的短的第一管状支承件252，以及适于收纳伸缩驱动组件的较长的同轴布置的第二管状支承件253。在安装时，马达和齿轮组件的旋转输出轴261突出穿过底板部分中的第一开口，且伸缩驱动组件的输入轴突出穿过底板中的第二开口，两个轴由分别安装到输出或输入轴上的一对传动齿轮265,266可旋转地联接。第二管状支承件包括一对相对的引导凹槽256，其适于接合底座部件引导凸起146，由此提供框架与底座部件且因此与导管之间的滑动旋转锁定对接。
[0037]筒支座锁定组件240包括具有收纳开口242和一对相对的柔性筒支座臂244的壳体241，各个臂均设有抓持肩部245。用作促动部件的壳体安装在装置主要部分上，且适于对应于穿过收纳开口的中心的轴线旋转例如90度，促动部件的来回旋转分别控制抓持肩部移入和移出闭合或开启位置。在所示实施例中，抓持肩部245设有多个沿周向间隔开的抓持齿，以提供旨在抓住设在由Novo Nordisk A/S(丹麦)制造和销售且在US 5，693，027中描述的Penfill ?上的筒接口安装件(cartridge hub mount)的多个间隙。促动部件具有操作位置，其中其旋转成与主壳体和收缩至其操作闭合保持位置的筒支座臂齐平，以及加载/卸载位置，其中促动部件旋转成与主壳体不齐平且筒支座臂延伸至开启加载位置，以允许筒除去且由新的替换。在所示实施例中，筒支座臂关于促动部件的移动由收纳在对应的臂导轨246中的壳体引导凸起控制。抓持肩部可适于抓持部分地插入的筒，且克服偏压器件的力使其向近侧移动至完全插入位置。WO 2013/ 124119中公开了上述类型的前加载筒支座组件。
[0038]当新的筒插入时，驱动排出器件必须处于允许具有向近侧定位的活塞的新的筒插入的状态，即，驱动管150必须收缩。这可由用户操作输入键而使马达收缩驱动管来手动地完成，或通过由锁定组件或插入的筒操作的开关器件自动地完成。例如，开关可布置成由偏压部件操作，开关具有偏差部件处于初始卸载远侧位置时的初始第一状态，以及偏压部件向近侧移动至促动位置的促动的第二状态。偏压部件适于接合插入的筒的近侧部分，由此施加向远侧指向的偏压力，且在筒支座锁定组件从闭合状态促动至开启状态时使加载的筒至少部分地移动穿过收纳开口。在此布置中，在开关器件从第一状态促动至第二状态时，由于筒加载且锁定就位，收缩的驱动管150沿远侧移动来接合加载的筒的活塞，且当开关器件从第二状态促动至第一状态时，加载的筒释放且向远侧移动时，驱动管收缩。EP申请14159913.4中描述了对应的开关布置。
[0039]当用户期望除去筒(其可能是完全或部分空的)时，用户将促动部件旋转至其加载/卸载位置，由此筒支座抓持肩部移动至其开启位置，这允许了通过偏压部件的向远侧指向的偏压力来向近侧推动。为了防止筒"射出"或滑出筒支座，略微的摩擦可设在筒支座与加载的筒之间。当偏压部件通过弹簧向远侧移动时，偏压部件使筒开关解除接合。筒开关从闭合促动至开启向装置控制器发送可设想两个动作已经发生的信号:(i)筒支座已经开启和(ii)插入的筒已经通过偏压部件向远侧推动，驱动管的该初始收缩至对应于图2A的其完全收缩位置。由于将花费一些时间来收缩活塞管，故用户一般将在活塞管完全收缩之前除去筒，然而，由于活塞管在所有位置完全定位在筒支座内，故其免于意外破坏。在正常使用情形期间，可假定在用户插入新筒时活塞管完全收缩，然而，为了防止新筒的〃过快〃插入，可指示用户等待指出装置准备好收纳筒的信号，例如，声音信号。
[0040]在示例性实施例中的以上描述中，提供用于不同构件的描述功能的不同结构和器件描述到技术人员将清楚本发明的原理的程度。不同构件的详细构造和说明将认作是技术人员沿着本说明书中提出的路线执行的正常设计程序的目的。
【主权项】
1.一种驱动组件(100)，包括: 框架(250)， 细长的驱动部件(120)，其包括外螺纹(121)且限定旋转轴线，所述驱动部件布置成关于所述框架沿轴向锁定但可自由旋转， 外管组件，其布置成关于所述驱动部件沿轴向可移动的但关于所述框架不可旋转的，包括与所述驱动部件外螺纹螺纹接合的螺母部件(170)， 传输管(180 )，其包括外螺纹(181)且布置成: 与所述驱动部件同轴且在所述外管组件内， 关于所述驱动部件沿轴向可移动的但不可旋转的，以及 关于所述外管组件沿轴向锁定但可自由旋转， 驱动管(150 )，其与所述传输管外螺纹螺纹接合且布置成: 与所述驱动部件同轴，以及 关于所述外管组件沿轴向可移动的但不可旋转的， 其中所述外管组件包括对应于所述旋转轴线非可旋转地联接至所述螺母部件的外管部分(130，140, 160)，所述外管部分被允许对应于垂直于所述旋转轴线的至少一条轴线而关于所述螺母部件枢转。2.根据权利要求1所述的驱动组件，其特征在于，所述外管部分为包括底座部件(140)和管引导部件(130)的组件形式，其中: 所述底座部件联接至所述螺母部件，以及 所述底座部件和所述管引导部件经由滑块联轴器(160)联接至彼此。3.根据权利要求2所述的驱动组件，其特征在于: 所述传输管(180)沿轴向锁定但可自由旋转地联接至所述底座部件。4.根据权利要求2或3所述的驱动组件，其特征在于: 所述驱动管(150)沿轴向可移动但不可旋转地联接至所述管引导部件。5.根据权利要求4所述的驱动组件，其特征在于: 所述驱动管(150)包括一定数目的外引导凸起(152)，且所述管引导部件(130)包括布置成收纳所述引导凸起的一定数目的内引导凹槽(132)，以及 所述引导凸起各自包括沿所述轴向方向向外弯曲的外接合表面。6.根据权利要求1所述的驱动组件，其特征在于，所述外管部分为整体部件的形式，其包括底座部件部分和管引导部件部分，其中所述底座部件部分联接至所述螺母部件。7.—种包括如前述权利要求中的任一项所述的驱动组件(100)的药物输送装置(200)，还包括: 适于收纳药物填充筒的隔间(232)，所述筒包括本体部分、沿轴向可转移的活塞，以及适于布置成与流动导管流体连通的远侧出口部分， 其中所述驱动管适于直接或间接地接合且轴向地移动加载的筒的活塞，以由此从所述筒排出药物，以及 适于旋转所述细长的驱动部件的电子控制的驱动器件(260)。8.根据权利要求7所述的药物输送装置，其特征在于，还包括允许用户设置待排出的药物的剂量的设置器件(225，226) ο9.根据权利要求7或8所述的药物输送装置，其特征在于，所述隔间包括远侧开口，以允许药物填充筒沿近侧方向被收纳。
【文档编号】F16H25/20GK105979989SQ201580007057
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2015年2月3日
【发明人】P.布罗克梅尔
【申请人】诺和诺德股份有限公司