自动注射器的制作方法

本发明涉及一种自动注射器。

背景技术：

自动注射器在现有技术中是公知的。这些装置主要用来将注射器的内装物自动注射到患者的身体内。现有各种系统用于使针头自动插入患者的身体内，并且注射注射器中装有的流体产品。自动注射器是比较复杂的装置，必须达到某些限制条件的要求以是安全可靠的。装置的坚固、其易操纵性以及其对于使用者而言使用方便也是重要因素。另外，这些自动注射器中大多数是一次性使用的，制造和装配成本也是应当考虑的一个因素。

市场上存在许多自动注射器，但是，其都具有某些缺陷。

因此，对于使用相同的弹簧首先扎针然后注射的自动注射器来说，弹簧必须具有足够大的弹力，以确保注射阶段的完整性。这在注射阶段开始时更是如此，一般需要较大的作用力以驱动注射器的活塞。因此，弹簧在扎针时具有最大功率，这会使该扎针阶段引起疼痛。此外，扎针时使用这种弹力很大的弹簧，存在注射器凸缘断裂的严重危险，使用玻璃注射器时尤其如此。

文献WO2009/010591、US2001/005781、WO2009/007229、EP1728529和WO2011/101382描述了现有技术的装置。

发明目的

本发明的目的在于提供一种自动注射器，其不会再现上述缺陷，可适应用于安全可靠使用自动注射器的不同的主要要求和限制。

本发明的目的还在于提供一种自动注射器，其使用安全可靠，可确保全部流体产品分配到所需的部位，并且制造和装配便宜且简单。

因此，本发明的目的在于一种自动注射器，其包括主体和容器，所述容器装有流体产品并且具有活塞和针头，所述容器例如是预充填注射器，所述自动注射器包括活塞杆，所述活塞杆适于同所述容器的活塞配合，所述活塞杆能在不工作位置与注射位置之间移动，在注射位置，所述活塞杆使所述容器的活塞移动，以通过针头注射流体产品，致动弹簧用于向注射位置促动所述活塞杆，所述自动注射器具有作用力调节系统，所述作用力调节系统在所述活塞杆上施加作用力，所述作用力增加在注射开始时由所述致动弹簧在所述活塞杆上施加的作用力，以增强在注射开始时由所述活塞杆在所述活塞上施加的作用力。

有利地，所述作用力调节系统具有与所述活塞杆配合的两个枢转构件，所述枢转构件通过两个弹性元件互相连接。

有利地，所述枢转构件围绕平行的相对于主体固定的旋转轴转动。

有利地，所述弹性元件在平行的活动轴处固定于所述枢转构件，所述活动轴例如是具有两个侧边缘的杆，形成于所述枢转构件上。

有利地，当所述活塞杆向其注射位置移动时，所述活动轴沿所述活塞杆的移动方向布置在所述固定的旋转轴的后面，加载的所述弹性元件在所述活塞杆向其注射位置移动开始时，使所述枢转构件转动，以便放松所述弹性元件，从而在注射开始时生成用于增强的作用力。

有利地，每个枢转构件具有多个凸起，这多个凸起适于同所述活塞杆的多个径向凸起配合。

有利地，所述自动注射器由一个轴向按钮、一个或多个侧向按钮或一个滑动套筒起动。

有利地，在注射之前，所述活塞杆首先由所述致动弹簧在所述不工作位置和扎针位置之间移动，在扎针位置，所述活塞杆使所述容器相对于主体移动，以进行扎针。

有利地，在扎针时，所述活塞杆与所述容器的活塞配合，以使所述容器相对于主体移动。

在实施变型中，在扎针时，所述活塞杆包括弹性构件，所述弹性构件例如是布置在活塞杆的环槽中的环形的密封垫圈，所述弹性构件与所述容器的凸缘配合，以使所述容器相对于主体移动。

附图说明

本发明的这些特征和优点以及其他特征和优点在以下参照作为非限制性实施例给出的附图进行的详细描述中更清楚地显示出来，附图如下：

图1是根据有利的第一实施方式的自动注射器的组件的分解示意透视图；

图2至11示出根据图1所示实施方式的本发明的连续程序的示意性横剖面图；

图12和13是本发明的工作情况的简化示意图，分别示出扎针结束的缓冲阶段和注射开始时的作用力增强阶段；

图14至16是本发明的三个致动实施变型的示意横剖面图；

图17是根据有利的第二实施方式的自动注射器的组件的分解示意透视图；

图18是图17所示装置的横剖面细部图；

图19是图17所示装置的一部分的侧视细部图；

图20是类似于图19的仰视图；

图21至25是示出根据图17所示实施方式的本发明的连续程序的示意性横剖面图；

图26至30是示出图21至25所示的连续程序的示意性侧视图；以及

图31至34是示出本发明的另一实施方式的横剖面图。

具体实施方式

下面，参照多个有利的实施方式来说明自动注射器。但是，应当指出，自动注射器是复杂的装置，具有多个用以实施多种作用的组块。这些不同的组块可单独地、彼此独立地使用，无需与其他组块结合，尤其可用于其形状与附图所示形状不同的自动注射器。此外，应当指出，附图是示意图，尤其是为清楚起见，未强制性地示出自动注射器的组件的严格形状，也未强制性地示出比例。另外，附图未强制性地示出自动注射器的所有元件，而仅示出本发明的工作所需的元件。因此，各种不同的补充和/或辅助元件和组块可组合于附图所示的自动注射器。

参照图1，根据有利的第一实施方式，自动注射器的不同组件以分解的方式示出。

按照附图标记的顺序，自动注射器具有下主体1、装有一套筒3的上主体2、轴向致动按钮4、活塞杆5、致动弹簧6、以及两个枢转构件7，这两个枢转构件通过这里为弹簧的形式的两个弹性元件8互相连接。这些弹性元件8在图1、12和13上可见，而为清楚起见，在图2至11和14至16上不可见。

应当指出，下主体和上主体可被一单个主体替代。

容器S可插入在所述自动注射器中，尤其是插入在其下主体1中。该容器S装有流体产品，具有活塞P和针头A。活塞P适于在所述容器S中移动，以便穿过所述针头A注射流体产品。

本说明书参照注射器S作出，该注射器可为任何类型的注射器。一般来说，显然，本说明书中的术语“注射器”包括任何类型的与一个针头连接的容器。优选地，容器S是一个预充填注射器。

下主体1在其前端部(沿注射器S的移动方向)具有开口，该开口可在扎针阶段时使针头A通过。

该下主体1可具有适于使注射器S保持在其不工作位置的弹性爪15或任何其他保持部件，在不工作位置，针头A不伸出到所述下主体之外。在致动时，这些弹性爪15释出注射器S，从而，该注射器可相对于下主体1轴向移动，以使针头从下主体出离，进行扎针。

上主体2固定于下主体，上主体可具有适于接纳活塞杆5和弹簧6的中央套筒3。

轴向致动按钮4可安装成相对于上主体2轴向滑动，且与活塞杆5接触。因此，通过按压轴向按钮4，使之轴向按入到上主体2中，使活塞杆5轴向移动，从而可启动装置，如后所述。

活塞杆5沿活塞杆5在上主体2中的移动方向，具有一后端部54和一前端部55。

在该实施例中，后端部54与轴向致动按钮4配合。

活塞杆5也具有多个径向凸起52、53。邻近前端部55的第一径向凸起52限定一个形成凸肩的前表面51。以及，朝后端部54的方向从所述第一径向凸起52轴向错开的第二径向凸起53限定一个前表面和一个后表面。当然，其仅为实施例，现有技术人员能够以与附图所示的方式不同的方式实施这些凸肩和径向凸起。特别是，所述径向凸起52、53不一定如图所示位于活塞杆5的前部，而可实施在活塞杆5的另一个部分上，例如位于其后部，尤其是沿活塞杆在致动期间的移动方向，位于致动弹簧6的后支承点的后面。

致动弹簧6一方面支承在上主体2的套筒3中，另一方面支承在活塞杆上，例如支承在第四凸肩58上，第四凸肩朝后端部54的方向与所述第三凸肩53轴向错开。

有利地，枢转构件7枢转地装配在上主体2上，枢转构件有利地是相同的。枢转构件布置在活塞杆5的两侧。枢转构件不能相对于下主体1轴向移动，而仅围绕平行的旋转轴79枢转。在实施变型中，枢转构件可用不同的方式进行装配，尤其是可装配在下主体1上。

每个枢转构件7具有多个凸起71、72、73。第一凸起71适于同活塞杆5的第一径向凸起52的前表面51配合。第二凸起72适于同第二径向凸起53的前表面配合。以及，第三凸起73适于同第二径向凸起53的后表面配合。显然，其他实施方式也可考虑。

弹性元件8使两个枢转构件7彼此连接。原理在于，结合使用两个固定旋转轴与两个活动轴，这两个固定旋转轴即为两个枢转构件7的旋转轴79，这两个活动轴即为枢转构件7的固定点78，弹性元件8固定在该固定点上。

因此，在图1上可见，第一弹性元件8一方面固定在第一枢转构件的第一固定点上，另一方面固定在第二枢转构件的第一固定点上，对于另一个弹性元件，进行相同和对称布置。优选地，每个枢转构件7具有杆78，杆具有两个侧凸边缘。因此，第一弹性元件使第一凸边缘彼此连接，而第二弹性元件使第二凸边缘彼此连接。有利地，当弹性元件8是弹簧时，弹性元件是相同的，且具有适于固定在枢转构件7的所述第一和第二凸边缘78上的孔眼88。在实施变型中，弹性元件可不同，例如为用弹性可变形材料制的其他元件或环形的密封垫圈的形式。使用弹性材料制的环圈例如环形的密封垫圈代替附图所示的弹簧，尤其可减小系统的径向体积尺寸。

本发明的目的在于一种作用力调节系统，其适于对所述活塞杆5施加作用力F2。作用力F2增加由致动弹簧6在注射开始时对活塞杆5施加的作用力，以增强由所述活塞杆5在注射开始时对所述活塞P施加的作用力。有利地，也可在扎针结束时使用与由致动弹簧6对活塞杆5施加的作用力相反的作用力F1，以减小在扎针结束时由所述活塞杆5对所述容器S施加的作用力。

因此，当活动轴78相对于固定旋转轴79轴向错开时，活动轴通过弹性元件8施加作用力。当所述活动轴78沿活塞杆5的移动方向布置在所述固定轴79的前面时，该作用力与由所述活塞杆5传递到所述枢转构件7的转动相反。在这种情况下，枢转构件7的转动因而由所述弹性元件8进行制动。反之，当所述活动轴78沿活塞杆5的移动方向布置在所述固定轴79的后面时，该作用力沿着与由所述活塞杆5传递到所述枢转构件7的转动相同的方向。在这种情况下，枢转构件7的转动因而由所述弹性元件8进行加强。当固定轴79和活动轴78对齐时，位于一个中间点，在该中间点，所述弹性元件8不影响枢转构件7的转动。正是在这个位置，系统从“制动”或“缓冲”状态转换到“增强”状态。

图2至11示出图1所示的自动注射器的致动程序。

如图2所示，自动注射器处于致动前的不工作位置。在这个不工作位置，注射器S的针头A布置在下主体1内。所述活动轴78沿活塞杆5的移动方向布置在所述固定轴79的前面，如图12示意性示出。致动弹簧6朝注射器S的活塞P的方向促动活塞杆5，而活塞杆5通过枢转构件7的第一凸起71保持在不工作位置，枢转构件的第一凸起与活塞杆5的第一凸肩51配合。在致动弹簧6的压力下，活塞杆5的所述第一凸肩51推动枢转构件7的第一凸起71转动，而这种转动由弹性元件8抵消，其作用力适当地选择成确保稳定的不工作位置。因此，这些弹性元件8平衡致动弹簧6的作用力，由于没有外部干预，装置锁定于不工作位置。

当使用者使用自动注射器时，例如在上主体2处手握装置，按压轴向致动按钮4。这样，使活塞杆5略微轴向移动，致使枢转构件7转动。

启动变型示于图14至16。图14示出由一个如上所述的轴向按钮4进行的启动，要求沿箭头1的方向施加轴向启动力。图15示出一实施变型，其中，由一个或两个侧向按钮40沿箭头2的方向在侧面施加启动力。图16示出另一实施变型，其中，启动力由围绕下主体1布置的、与注射位置接触的滑动套筒400沿箭头3的方向轴向施加。

由致动力产生的枢转构件7的转动致使第一凸起71与第一凸肩51之间脱扣。因此，这使活塞杆5释放，从而在致动弹簧6的作用下轴向移动。这致使注射器S在下主体1中移动，因而进行扎针，如图3和4所示。

注射器S的移动可通过活塞杆的前端部55与注射器S的活塞P之间的接触进行。在实施变型中，尤其如图3、4和13所示，弹性构件9，例如一个环形的密封垫圈，可安装在活塞杆5上，例如安装在一个适当的环槽中，该弹性构件9在扎针阶段时与注射器S的凸缘C配合，然后，在注射阶段时与所述活塞杆5分离。这种实施方式避免活塞杆与活塞在扎针期间接触。

在该扎针阶段，枢转构件7的第一凸起71和/或第二凸起72在所述第一和第二径向凸起52、53之间沿活塞杆5滑动。在所示的实施例中，第一凸起71在所述第一和第二径向凸起52、53之间沿活塞杆5滑动，而凸起72遇不到障碍，因为其位于活塞杆5的适当的凹槽中。可选地，枢转构件7可在这种滑动时，例如通过活塞杆5上形成的斜面，在第一径向凸起52与第二径向凸起53之间继续略微枢转。这样可在扎针时提供轻微的缓冲或制动。

当枢转构件的第二凸起72到达活塞杆5的第二径向凸起53的前表面时，扎针阶段没有完全结束。这在图4上可见，其示出注射器的凸缘C与下主体的限定扎针位置的部分仍具有一小段距离。此时，通过推动第二凸起72，第二径向凸起53的前表面使枢转构件7进一步转动。这进一步拉紧或加载弹性元件8，因此，弹性元件施加抵抗枢转构件7的转动的不断增大的反向作用力。这种“制动”或“缓冲”作用力在图12上由箭头F1示出。这在扎针结束时产生缓冲，减小由活塞杆5施加在注射器S上的作用力，从而大大提高使用者的舒适性，避免损坏注射器S的凸缘C。这在图5至7上可见。当然，致动弹簧6和弹性元件8的作用力选择成扎针仅是缓和而不停止。

随着枢转构件7在扎针阶段转动，弹性元件8越来越拉紧。同时，枢转构件7的活动轴78逐渐靠近固定轴79。有利地，装置调节成在扎针阶段结束(或快要结束)时产生最大力矩。因此，活动轴和固定轴在其中对齐的中间点在扎针阶段结束(或快要结束)时到达。

当枢转构件7和弹性元件8处于中间位置时，在图8上示出，活塞杆始终被致动弹簧6轴向促动。因此，该中间位置不稳定，系统从扎针制动状态自动转换到注射开始时的增强状态。可选地，第三凸起73可相对于第二凸起72布置成，枢转构件7在通过中间位置之后紧接着在拉紧的弹性元件8的作用下略微转动。这在所述第三凸起73碰撞活塞杆的第二径向凸起53时可产生可听见的声音，以向使用者指示注射阶段开始。

当针头A到达扎针位置、针头完全插入时，注射阶段开始，这示于图9至11。于是，活塞杆的前端部55在致动弹簧6施加的作用力的作用下，推动活塞P。在整个注射阶段，活塞杆5在注射器S内滑动，在弹簧6的作用下推动其活塞P。从而，产品穿过针头A进行分配。

因此，在注射阶段开始时，每个枢转构件7的第三凸起73接触第二径向凸起53的后表面。因为在扎针阶段结束时，由系统施加的力矩在刚到达中间位置之后最大，所以拉紧的弹性元件8强力促动枢转构件7，使之转动。这样能在注射阶段开始时增强致动弹簧6的作用力。这种用于增强的作用力在图13上由箭头F2示出。这种增强增大由活塞杆5施加在活塞P上的作用力，因而无须增大致动弹簧6的作用力，即可确保活塞P脱离其不工作位置。实际上，注射阶段时的最大阻力在活塞P脱离时生成。一旦注射开始，活塞P在注射器S中的摩擦、待注射产品的稠度和针头A的狭窄通道的阻力很小，因此不再需要致动弹簧6的相同作用力。

如在图11上可见，在活塞杆5的较小注射行程——通常为数毫米、例如在所示的实施例中约为4毫米——之后，枢转构件7与活塞杆脱扣。从这种脱扣开始，系统不起作用，产品的注射继续正常进行。可选地，可设置成枢转构件7在脱扣之后继续转动，例如用以产生使用者可听到的声音。也可考虑调节作用力调节系统，以使之在一较大部分的注射行程例如约为20毫米期间，甚至在整个注射行程期间，能增强在活塞P上施加的作用力，使用其轴向尺寸小的容器时尤其如此。

参照图17，根据有利的第二实施方式，自动注射器的不同组件分解地示出。

该第二实施方式类似于前述第一实施方式，下面仅更详细地说明与该第一实施方式的区别，两个实施方式之间总的工作情况类似甚至相同。因此，在这两个实施方式中，类似或相同的元件用相同的附图标记标示。

如在图17上可见，该第二实施方式与第一实施方式的主要不同之处在于，在下主体中存在一个致动套筒100，该致动套筒适于相对于所述下主体1在致动前的初始不工作位置、致动位置与最终安全位置之间滑动，在初始不工作位置，致动套筒从所述下主体1轴向伸出，在致动位置，致动套筒向所述下主体1内轴向移动，在最终安全位置，致动套筒再次从所述下主体伸出，以便在注射之后覆盖注射器S的针头。应当指出，最终安全位置可与初始不工作位置相同，或者在实施变型中，这两个位置可以不同，例如，致动套筒从所述下主体1所述最终安全位置比在初始不工作位置轴向伸出地更多。有利地，该致动套筒100由一个弹簧110向所述下主体1外轴向促动，以致在致动之前，致动套筒100向其初始不工作位置促动，而在致动之后，致动套筒100向其最终安全位置促动。

下主体1还可装有一个内主体120，该内主体接纳一个容器支承元件130，注射器S插入在该容器支承元件中。

在该第二实施方式中，枢转构件7有利地枢转地装配在套筒3上。在实施变型中，枢转构件可用不同的方式进行装配，尤其是可装配在下主体1上或上主体2上。

图18至20示出该第二实施方式的特殊布置，尤其是枢转构件7和弹性元件8的特殊布置，在该实施例中，弹性元件也是弹簧。

工作程序示于横剖面图21至25，弹簧未示出，图26至30示出弹簧8在图21至25所示的不同位置的状态。

因此，图21和26示出致动之前的不工作位置或贮存位置。在图22和27中，扎针阶段正在进行，枢转构件7的枢转致使弹簧8的拉紧力增大，这引起前述制动作用。在图23和28中，枢转构件处于中间点，弹簧8最大限度地拉紧。在图24和29中，注射阶段开始，前述增强作用由放松的弹簧8产生。最后，图25和30示出枢转构件7处于与放松的弹簧8脱扣的位置。

通常，缓冲作用力F1和/或用于增强的作用力F2可约为30牛顿。当然，适当选择弹性元件8，适当确定枢转构件7的尺寸，可获得其他缓冲和制动作用力数值。

应当指出，扎针结束时的制动作用力F1不是必须的，本发明可仅设置注射开始时的用于增强的作用力F2。在这种情况下，枢转构件7和弹性元件8布置成，其在注射阶段开始时仅施加所述用于增强的作用力。因此，扎针结束时制动作用力F1的施加是可选的。

图31至34示出自动注射器的另一实施方式，其中，不进行自动扎针。应当指出，这些附图只是这种实施方式的非限制性示意图。在该实施方式中，致动弹簧6仅通过使活塞杆5、因而使活塞P在不工作位置与注射位置之间移动，来进行注射。这里，扎针通过致动套筒100手动进行。因此，在该实施方式中，注射器S相对于自动注射器的主体进行固定。

在图31所示的不工作位置，由其弹簧110促动的致动套筒100围绕注射器S的针头A。当使用者致动自动注射器时，使用者使致动套筒100的轴向端面105抵靠注射位，并按压自动注射器。因此，致动套筒100向下主体1内轴向滑动，从而露出注射器S的针头A，针头因而扎入使用者的身体内，如在图32可见。因此，使用者可致动轴向按钮4，使活塞杆5移动，作用力调节系统于是如前所述进行作用，在注射开始时，通过枢转构件7在活塞杆5上施加用于增强的作用力F2，如在图33上所示。图34示出枢转构件7与活塞杆5脱扣，因此，没有所述枢转构件的作用，继续完成注射。在实施变型中，可考虑在整个注射阶段期间作用于枢转构件。在所示的实施例中，枢转构件处于由一个锁紧系统200实施转动锁止的不工作位置，锁紧系统有利地在扎针结束时由致动套筒100的一个轴向延伸部分101释放，如在图31和32上示意性所示。当然，这种锁紧系统不是必须的，可用不同的装置加以实施。

因此，在该实施方式中，作用力调节系统在注射开始时仅施加用于增强的作用力F2，在扎针期间不起作用。

本发明适用的装置尤其用于治疗自动免疫疾病，例如类风湿性关节炎、多发性硬化、克罗恩氏病，用于治疗癌症，用于抗病毒治疗，例如肝炎，用于治疗糖尿病，用于治疗贫血，或用于治疗突发性疾病，例如过敏性休克。

尽管本发明已经参照多个有利的实施方式予以说明，但是，当然，本领域技术人员可进行各种变化,而不超出所附权利要求书限定的本发明的范围。