用于機動藥物輸送裝置的變速裝置組件的制作方法

用于機動藥物輸送裝置的變速裝置組件的制作方法
【專利摘要】變速裝置包括具有螺紋孔的第一齒輪和第二齒輪，以及帶螺紋的布置成不旋轉的桿，其與螺紋孔進行螺紋接合，第二齒輪的旋轉從而提供桿的軸向移動。第一和第二齒輪布置在公共平面中且彼此進行旋轉接合，其中組合的第二齒輪和桿被布置成對應于桿軸線和公共平面的相交部限定的中心點而樞轉，其中在齒輪接合的情況下，桿可布置成與第一齒輪軸線失準。
【專利說明】
用于機動藥物輸送裝置的變速裝置組件
技術領域
[0001 ]本發明大體涉及變速裝置組件。在特定方面，本發明涉及機動藥物輸送裝置，其適于接收填充藥物的筒且后續從其中排出劑量。
【背景技術】
[0002]在本發明的公開中，主要參照通過離散或連續的皮下藥物輸送而對糖尿病的治療，但是，這僅是本發明的示例性用途。
[0003]適于接收填充藥物的筒和從其中排出離散的期望大小的劑量的最普遍的類型的耐用的藥物輸送裝置被手動器件或在劑量設定期間激勵的彈簧驅動，這個類型的筒包括沿軸向可移位活塞，其具有初始近側位置，并且由活塞桿向遠側移動。皮下藥物輸送通過注射針進行，注射針布置成與筒處于流體連通。該裝置可為筆形或更像箱形的所謂的劑量裝置的形式。為了提高便利性、用戶友好性和提供額外的特征，例如排出數據的檢測和存儲，藥物輸送裝置設有典型地為以電子的方式控制的馬達的形式的電動器件，其通過齒輪組件驅動活塞桿，例如如US 6,514,230和US 2011/306927中顯示。
[0004]雖然較少使用用于通過離散地注射例如胰島素治療糖尿病的機動藥物輸送裝置，但是在連續藥物輸送的領域中，機動藥物輸送裝置廣泛地用了幾十年。連續類型的裝置一般稱為輸注栗，并且通常設計成非常高的標準，并且對應地非常昂貴。雖然用于離散地注射藥物的機動藥物輸送裝置也必須滿足非常高的安全標準，但是成本問題是非常重要的，因為例如筆類型的相對廉價的機械藥物輸送裝置對于大部分用戶而言是可接受的備選方案。
[0005]筆或栗類型的機動藥物輸送裝置通常具有兩軸線設計，其中旋轉從對應于第一軸線而布置的馬達傳遞到沿軸向可移位驅動部件，例如活塞桿，其對應于第二軸線而布置。在大多數情況下，在兩個軸線之間的傳遞使用具有齒輪的變速裝置而進行。為了以緊湊的設計確保可靠和耐用的變速裝置，需要構件的高精度來避免變速裝置中的失準。兩軸線設計的示例從例如公開了輸注栗的US 2012/0191043和US 6，854，620和公開了劑量裝置類型的注射裝置的US 2012/179112中已知，它們都包括驅動機構，這包括馬達和能夠使活塞桿線性地移位的變速裝置齒輪組件。
[0006]關于以上內容，本發明的目標為提供機動藥物輸送裝置以及其構件，它們以成本有效的方式提供高的可靠性。

【發明內容】

[0007]在本發明的公開中，將描述將解決一個或多個上面的目標或將解決根據下面的公開以及根據示例性實施例的描述而顯而易見的目標的實施例和各方面。
[0008]因而，根據本發明的第一方面，提供一種變速裝置，其包括第一軸線和第二軸線，它們在基準位置布置成彼此平行，變速裝置包括第一和第二齒輪和桿。第一齒輪具有第一中心平面和對應于第一軸線的旋轉軸線。第二齒輪具有第二中心平面、對應于第二軸線的基準旋轉軸線和對應于第二軸線的螺紋孔。桿布置成相對于第二齒輪不旋轉，并且具有沿著其長度的至少一部分的外螺紋，桿在基準位置布置成對應于第二軸線和與螺紋孔進行螺紋接合，第二齒輪的旋轉從而提供桿的軸向移動。第一和第二齒輪在基準位置時布置成使得的第一和第二中心平面在公共平面中且彼此進行旋轉接合，其中組合的第二齒輪和桿布置成對應于第二軸線和第二中心平面的相交部所限定的中心點而樞轉，其中在齒輪進行旋轉接合的情況下，桿可布置成與第一軸線失準。
[0009]通過這種組件，提供以成本有效的方式提供高的可靠性的變速裝置。更具體而言，上面描述的在不同構件之間的樞轉可用來補償變速裝置的“瑕疵”:(i)適應在組裝期間由于不同構件的“松弛”公差導致的靜態失準，(ii)可適應在運行期間的動態失準，例如如果不是完美筆直的話，活塞桿可擺動，以及齒輪可在加載期間相對于桿扭轉。
[0010]在本公開的背景下，用語“樞轉”大體用來描述“小的”旋轉運動，例如小于10度，從而使構件脫離基準位置且具有不同于基準旋轉軸線的軸線。
[0011 ]在示例性實施例中，變速裝置包括球接頭組件，其具有包括第二齒輪的球部分，以及球殼體，其中球接頭允許組合的第二齒輪和桿對應于中心點而樞轉。
[0012]球部分可包括:齒輪部件，其包括螺紋孔和布置成垂直于第二軸線的第一周向球軸承表面;球殼體，其包括第二周向球軸承表面，其布置成垂直于第二軸線；以及旋轉軸承部件，其布置在齒輪部件和球殼體之間且垂直于第二軸線。在這種組件中，第一和第二周向球軸承表面結合球殼體上的對應的軸承表面形成第一和第二周向軸承，它們共同提供球接頭。旋轉軸承的摩擦低于第二周向軸承的旋轉摩擦。第一周向軸承的半徑可小于第二周向軸承的半徑。
[0013]上面描述的變速裝置可結合在藥物輸送裝置中，藥物輸送裝置進一步包括隔室，其適于接收填充藥物的筒，筒包括本體部分、沿軸向可移位活塞和遠側出口部分，遠側出口部分適于布置成與流管道處于流體連通，其中桿適于直接地或間接地接合加載的筒的活塞和使其沿軸向移動，從而從筒排出藥物，藥物輸送裝置進一步包括以電子的方式控制的驅動組件，其適于使第一齒輪旋轉。驅動組件可包括馬達和用于控制馬達的控制器。控制器可與接收器和/或發送器相關聯或包括接收器和/或發送器，從而允許裝置與外源通信，例如通過無線器件與智能電話通信。照這樣，排出的劑量的記錄可傳遞到智能電話或智能電話可用來便利地輸入預先設定的劑量大小。
[0014]藥物輸送裝置可設有設定器件，從而允許用戶設定排出的藥物的劑量。設定器件可為設定裝置的形式，例如一個或多個用戶輸入鍵，或上面提到的硬接線或無線接收器，該接收器適于接收來自外源(諸如PC或智能電話)的設定輸入。
[0015]如本文使用，用語“藥物”意圖包含能夠以受控制的方式傳送通過輸送器件(諸如套管或空心針)的任何可流動的藥配方，諸如液體、溶液、凝膠或細懸液，并且包含一種或多種藥劑。代表性的藥物包括醫藥品，諸如縮氨酸(例如胰島素、包含藥物的胰島素、包含藥物的GLP-1，以及其衍生物)、蛋白質和激素、生物衍生或活性劑、基于激素和基因的藥劑、營養配方和為固體(分散)或液體形式的其它物質。在示例性實施例的描述中，將參照包含藥物的胰島素的使用，這包括其類似物，以及與一種或多種其它藥物的組合。
【附圖說明】
[0016]在下面，將參照附圖來進一步描述本發明的示例性實施例，其中圖1顯示具有變速裝置組件的藥物輸送裝置的橫截面視圖，
圖2顯示圖1的變速裝置組件的分解視圖，以及圖3顯示圖1的變速裝置組件的橫截面視圖。
【具體實施方式】
[0017]當在下面使用用語諸如“上”和“下”，“右”和“左”，“水平”和“豎向”或類似相對表達時，這些僅參照附圖而不一定參照實際的使用情況。顯示的圖為示意性表達，為了該原因，不同結構的構造以及它們的相對尺寸僅意圖用作說明性目的。當用語“部件”或“元件”用于給定構件時，其大體指示在描述的實施例中，構件為整體構件，但是，該部件或元件可備選地包括多個子構件，正因為兩個或更多個描述的構件可設置為整體構件，例如制造為單個注射模制部件。用語“組件”不表示描述的構件必須在給定組裝過程期間可組裝來提供整體或功能性組件，而是僅用于描述因為在功能上更緊密相關而組合在一起的構件。
[0018]參照圖1，將描述大體筆形的藥物輸送裝置I。更具體而言，筆裝置包括帽部件(未顯示)和主要部件10，主要部件10具有:近側本體或驅動組件部分，其具有殼體11，機動藥物排出組件100(在下面更詳細描述)和具有電功率源的電子控制器30布置在其中；以及遠側筒保持器部分12，其具有隔室19，填充藥物的筒20布置在其中且保持就位。功率源可用進一步包括電連接器的裝置充電，電連接器允許功率源的外連接器被連接，以對功率源充電。控制器可與接收器和/或發送器相關聯或包括接收器和/或發送器，從而允許裝置與外源通信，例如通過無線器件與智能電話通信。照這樣，排出的劑量的記錄可傳遞到智能電話或智能電話可用來便利地輸入預先設定的劑量大小。
[0019]筒包括大體圓柱形主要部分，其具有沿軸向可移位活塞21和包括針可穿透的隔膜22的遠側出口部分。筒進一步設有為針轂安裝件25形式的遠側聯接器件，在顯示的示例中，其具有外螺紋，外螺紋適于接合針組件的對應的轂的內螺紋。筒可例如容納胰島素、GLP-1或生長激素配方。裝置進一步包括允許用戶設定排出的藥物的劑量的劑量設定器件，以及顯示設定的劑量的顯示器(未顯示)。顯示器可適于顯示文本或顯示器可為簡單的7段顯示器，其可適于顯示一個或多個額外的符號。
[0020]在顯示的實施例中，裝置涉及成由用戶通過筒保持器組件中的遠側接收開口13加載新的筒，筒保持器包括封殼器件(未顯示)，其可由用戶在打開位置和關閉位置之間操作，在打開位置，筒可插入其中，相應地可移除，而在關閉位置，插入的筒保持就位。為了沿軸向定位筒，裝置包括座部件15，其適于接收筒的近側端，座部件被彈簧17沿近側方向偏壓，從而迫使筒接觸封殼器件。
[0021]轉到圖2，將描述機動藥物排出組件100。該組件包括適于安裝在殼體內的馬達組件、適于安裝在殼體內的齒輪箱組件，以及活塞桿組件，活塞桿組件適于沿軸向可移位地安裝在殼體中。不同旋轉構件的旋轉軸線大體布置成沿例如由活塞桿的縱向軸線限定的Z方向同軸。參照圖1和3，Z和X軸線布置在圖的平面中，而Y軸線垂直于它們。馬達組件包括馬達單元110，其具有旋轉輸出軸111 (參見圖1 )，以及用于與齒輪箱的輸入軸對接的聯接件。在顯示的實施例中，聯接件為奧海姆(Oldham)聯接件的形式，其包括適于安裝在輸出軸111上的第一部件112(顯示在圖3中)和適于接合齒輪箱輸入軸的第二部件113，兩個部件在組裝時通過鉸接件連接。備選地，可使用萬向接頭或另一個類型的柔性連接件。在顯示的實施例中，馬達單元包括示意性地顯示的馬達、齒輪箱和馬達控制器。
[0022]活塞桿組件包括螺紋活塞桿120、導引部件125和活塞墊圈129。活塞桿包括外螺紋121、適于接合導引部件的近側聯接部分122(參見圖3)，以及適于接合活塞墊圈的遠側球形聯接頭123 ο導引部件包括貫通開口，其適于關于Z軸線不旋轉地接合活塞桿近側端，但是提供球狀接頭，從而允許關于X和Y軸線的小量樞轉。導引部件進一步包括一對相對的向外定向的突起126，其適于滑動地接合與殼體相關聯的對應的導引凹槽16(參見圖1)，導引部件從而阻止活塞桿相對于殼體旋轉。如可看到的那樣，外突起具有略微彎曲的面，從而允許導引部件相對于殼體關于X軸線有小量樞轉。在顯示的實施例中，活塞桿包括縱向凹槽124，其意圖容納布置在活塞墊圈中的傳感器器件(未顯示)和裝置電子控制器之間的有線連接件。
[0023]齒輪箱組件包括齒輪箱殼體130、齒輪箱蓋140、螺母組件150，以及具有第一齒輪中心平面的輸入正齒輪160。螺母組件包括具有第二齒輪中心平面的輸出正齒輪170、球軸承180和軸承殼體190 ο齒輪箱殼體和齒輪箱蓋適于彼此搭扣配合，從而形成球殼體，從而將螺母組件和輸入齒輪保持就位。輸出正齒輪包括中心孔，其具有:內螺紋171，內螺紋171適于接合活塞桿外螺紋(輸出齒輪從而對活塞桿提供傳統上所謂的“螺母部件”);以及向近側延伸的部分172，其具有適于不旋轉地安裝在球軸承內殼體中的外圓柱形表面，球軸承外殼體不旋轉地安裝在軸承殼體中，球軸承從而提供在輸出齒輪和軸承殼體之間的低摩擦軸承。“螺母齒輪”的面向遠側的表面包括周向第一內球接頭表面175，其適于接合齒輪箱蓋的對應的周向第一外球接頭表面145，并且軸承殼體的面向近側的表面包括周向第二內球接頭表面195，其適于接合齒輪箱殼體的對應的周向第二外球接頭表面135。在顯示的實施例中，第一球接頭表面具有小半徑和狹窄寬度，而第二球接頭表面具有較大半徑和較大寬度，但是，因為它們具有布置在第二齒輪中心平面中的對應于螺母齒輪軸線的公共旋轉中心，所以形成組合的球接頭。如顯示的那樣，旋轉螺母齒輪設有為球軸承180的形式的近側低摩擦軸承，以及遠側軸承，遠側軸承直接地形成在螺母齒輪和齒輪箱蓋之間，可期望其具有略微更高的摩擦。原理上，螺母組件可形成為單個部件，其具有球接頭，從而在螺母組件和齒輪箱殼體的側部之間提供旋轉軸承，但是，對于聚合構件，這可導致來自近側大直徑軸承的較高摩擦。也就是說，對于所意圖的在螺母組件和齒輪箱殼體(見下面)之間的小樞轉運動，相對高的摩擦不是必須的。輸入正齒輪160包括輸入軸161，其可旋轉地接收在齒輪箱殼體的齒輪孔132中，輸入軸具有一對相對的聯接表面，其適于不旋轉地接合聯接部件112。如上面所描述，在顯示的實施例中，聯接件為奧海姆聯接件的形式，從而在馬達輸出軸和齒輪箱輸入軸之間提供不旋轉聯接，但是仍允許在其它方向上的相對的軸向和樞轉運動。在安裝好的狀態中，第一和第二齒輪中心平面布置在同一平面中，齒進行旋轉力傳遞接合。
[0024]轉到圖3，顯示排出組件100處于組裝好狀態，齒輪布置在公共平面中且接合彼此。如陰影線顯示，螺母組件“球”可確認在齒輪箱殼體中。因為兩個齒輪布置成具有小量游隙，球接頭中的球被允許關于X和Y軸線而小量樞轉，而不顯著影響變速效率。特別地，因為螺母組件的旋轉中心與輸出齒輪的中心相同，所以軸線距離和因而齒輪比保持基本恒定。進一步，馬達和齒輪箱之間的奧海姆聯接件允許在兩個組件之間進行平移和旋轉，正如上面描述的活塞桿導引部件允許活塞桿近側端略微樞轉那樣。
[0025]上面描述的允許的在不同構件之間的運動可用來補償整個排出組件的不同的“瑕疵”:(i)適應在組裝期間由于不同構件的“松弛”公差導致的靜態失準，(ii)可適應在運行期間的動態失準，例如如果不是完美筆直的話，活塞桿可擺動，以及馬達和齒輪可在加載期間相對于彼此扭轉。
[0026]在示例性實施例的以上描述中，給不同構件提供描述的功能的不同結構和器件被描述到本發明的概念對于有技術的閱讀者將顯而易見的程度。不同構件的詳細結構和規定看作技術人員沿著本說明書中設定的線路執行的正常設計過程的目標。
【主權項】
1.一種變速裝置(100)，包括: 第一軸線和第二軸線，其在基準位置布置成彼此平行， 第一齒輪(160)，其具有: 第一中心平面，以及 對應于所述第一軸線的旋轉軸線， 第二齒輪(170)，其具有: 第二中心平面， 對應于所述第二軸線的基準旋轉軸線，以及 對應于所述第二軸線的螺紋孔(171)， 布置成不旋轉的桿(120)，其具有沿著其長度的至少一部分的外螺紋(121)，所述桿在基準位置布置成對應于所述第二軸線且與所述螺紋孔進行螺紋接合，所述第二齒輪旋轉從而提供所述桿的軸向移動， 其中: 所述第一齒輪和所述第二齒輪在基準位置布置成使得所述第一中心平面和所述第二中心平面在公共平面中且彼此進行旋轉接合， 組合的第二齒輪和桿布置成對應于所述第二軸線和所述第二中心平面的相交部限定的中心點而樞轉， 其中在所述齒輪進行旋轉接合的情況下，所述桿可布置成與所述第一軸線失準。2.根據權利要求1所述的變速裝置，其特征在于，包括球接頭組件，其具有: 球部分(170,180,190),其包括所述第二齒輪，以及 球殼體(130，140)， 其中所述球接頭允許所述組合的第二齒輪和桿對應于所述中心點而樞轉。3.根據權利要求2所述的變速裝置，其特征在于，所述球部分包括: 齒輪部件(I70)，其包括所述螺紋孔(171)和布置成垂直于所述第二軸線的第一周向球軸承表面(175)， 軸承殼體(190)，其包括布置成垂直于所述第二軸線的第二周向球軸承表面(195)，以及 旋轉軸承部件(180)，其布置在所述齒輪部件和所述球殼體之間且垂直于所述第二軸線， 其中所述第一和第二周向球軸承表面結合所述球殼體上的對應的軸承表面(145，135)形成共同提供所述球接頭的第一和第二周向軸承，以及 其中所述旋轉軸承的摩擦低于所述第二周向軸承的旋轉摩擦。4.根據權利要求2所述的變速裝置，其特征在于，所述第一周向軸承的半徑小于所述第一.周向軸承的半徑。5.一種藥物輸送裝置，其包括根據權利要求1到4中的任一項所述的變速裝置，所述藥物輸送裝置進一步包括: 隔室(19)，其適于接收填充藥物的筒(20)，所述填充藥物的筒包括本體部分、沿軸向可移位活塞(11)和遠側出口部分，所述遠側出口部分適于布置成與流管道處于流體連通，以及 以電子的方式控制的驅動組件(110)，其適于使所述第一齒輪旋轉， 其中所述桿適于直接地或間接地接合加載的填充藥物的筒的活塞和使其沿軸向移動，從而從所述筒排出藥物。6.根據權利要求5所述的藥物輸送裝置，其特征在于，進一步包括設定器件，其允許用戶設定排出的藥物的劑量。7.根據權利要求5或6所述的藥物輸送裝置，其特征在于，所述隔室包括遠側開口，其允許在近側方向上接收填充藥物的筒。
【文檔編號】A61M5/145GK105899246SQ201580004480
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2015年1月12日
【發明人】J.霍霍特, C.S.安德森, B.G.拉森, T.索倫森, P.布羅克梅爾, S.梅斯
【申請人】諾和諾德股份有限公司