一种注射笔及其剂量调节机构

技术领域

本申请涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种注射笔及其剂量调节机构。

背景技术

胰岛素注射治疗是临床工作最为常用的治疗方法，随之产生了用于注射胰岛素的注射笔，可反复使用，且能够精确调节注射剂量，只需更换装有胰岛素的卡式瓶。除了胰岛素的注射外，注射笔也可以用于其他药物的注射。

相关技术中，注射笔包括上笔筒组件和下笔帽，上笔筒组件包括按钮机构、剂量调节机构和传动机构，下笔帽用于安装卡式瓶；通过操作剂量调节机构可存储动能，在按钮机构的按压操作下，可释放剂量调节机构存储的动能，通过传动机构推动卡式瓶的瓶塞，以实现药物的注射。

为实现药物注射的精确控制，剂量调节机构中多采用滚珠丝杆原理，但已有的剂量调节机构中，存储动能后，在释放动能的过程中，存在滚珠无法复位的情况，且零部件结构较多，导致注射笔的可靠性降低。

发明内容

本申请的目的是提供一种注射笔及其剂量调节机构，通过结构优化，可确保剂量调节机构中的滚珠滚动的顺畅性，使滚珠可顺利复位，提高了注射笔使用的可靠性和安全性。

为解决上述技术问题，本申请提供一种注射笔的剂量调节机构，包括动力杆、筒体、滚珠、套筒和扭簧；

所述筒体外套于所述动力杆，所述筒体的内筒壁和所述动力杆的外杆壁之间形成有沿所述动力杆的轴线方向延伸的螺旋通道，所述滚珠可滚动地设于所述螺旋通道；

所述筒体与所述注射笔的上笔筒在周向上相对固定；所述扭簧的上端与所述上笔筒相对固定，下端与所述套筒连接；

所述动力杆能够在外力作用下相对所述筒体旋转；所述套筒与所述动力杆周向限位连接，所述套筒用于与所述注射笔的传动机构传动配合。

一种可实现的方案中，所述套筒包括插杆部，所述动力杆具有沿其轴向延伸的插孔部，所述插杆部插装于所述插孔部，所述插杆部的外周壁在周向上具有平面部，所述插孔部的内孔壁具有与所述平面部配合的平面壁。

一种可实现的方案中，所述动力杆和所述套筒之间还具有轴向限位结构，以限制所述动力杆和所述套筒在轴向上的相对位置。

一种可实现的方案中，所述动力杆和所述套筒中，一者设有沿径向伸出的凸部，另一者设有凹部，所述凸部能够卡入所述凹部；所述轴向限位结构包括所述凸部和所述凹部。

一种可实现的方案中，所述动力杆的底端具有沿轴向向下延伸的延伸部，所述延伸部上设有所述凹部，所述套筒包括内筒部，所述内筒部靠近顶端的内筒壁设有沿径向向内伸出的所述凸部。

一种可实现的方案中，所述套筒靠近底端的外筒壁上设有多个沿径向向外伸出的凸筋，多个所述凸筋沿所述套筒的周向排布，以校正所述套筒与所述上笔筒的同心度。

一种可实现的方案中，所述剂量调节机构还包括旋钮组件，所述旋钮组件与所述动力杆之间设有周向限位结构，所述旋钮组件旋转时能够通过所述周向限位结构带动所述动力杆旋转。

一种可实现的方案中，所述动力杆在外力作用下能够向相对所述筒体向所述注射笔的下笔帽所在方向移动，以解除与所述旋钮组件的周向限位。

一种可实现的方案中，所述剂量调节机构还包括扭簧支架，所述扭簧支架与所述上笔筒相对固定，所述筒体与所述扭簧支架相对固定；所述扭簧支架与所述扭簧的上端连接。

本申请还提供一种注射笔，包括上笔筒和安装于所述上笔筒的剂量调节机构，所述剂量调节机构为上述任一项所述的剂量调节机构。

一种可实现的方案中，所述注射笔还包括传动机构，所述套筒能够相对所述上笔筒沿轴向下移以与所述传动机构的驱动轮接合，或者相对所述上笔筒沿轴向上移以与所述驱动轮分离；所述套筒与所述驱动轮处于接合状态，所述套筒能够带动所述驱动轮转动；所述驱动轮包括伸入所述套筒内的筒状部，所述筒状部的外周壁设有若干个沿周向排布的凸棱，用以校正所述驱动轮和所述套筒的同心度。

一种可实现的方案中，所述驱动轮包括固接于所述筒状部下端的基体部，所述基体部靠近外缘处设有若干个沿轴向向上突出的突起部，若干个所述突起部沿周向排布，以校正所述驱动轮和所述上笔筒的同心度。

该注射笔的剂量调节机构的结构设置，使得注射笔在调节剂量的过程中，采用动力杆、筒体和滚珠配合的传动方式，传动精度高，可确保药物剂量调节的精确性；同时，在调节剂量的过程中，动力杆可相对筒体正向转动，在注射药物过程中，动力杆仍可相对筒体转动，也就是说，在扭簧储能和释放储存能量的过程中，动力杆均可相对筒体转动，从而滚珠的滚动顺畅，复位可靠，进而可确保对剂量调节的准确性，提供注射笔操作的可靠性和安全性。

附图说明

图1为本申请所提供一种实施例中注射笔的结构示意图；

图2为图1所示注射笔处于第一状态的剖面示意图；

图3为图2中上笔筒组件所在区域的局部放大图；

图4为具体实施例中动力杆和套筒的配合结构示意图；

图5为图4所示动力杆和套筒的剖面示意图；

图6为图4中动力杆的结构示意图；

图7为图4中套筒的结构示意图；

图8为具体实施例中驱动轮的结构示意图；

图9为图1所示注射笔处于第二状态时按压机构与剂量调节机构的配合处的局部放大图；

图10为图1所示注射笔处于第二状态时套筒与驱动轮的配合处的局部放大图。

附图标记说明：

注射笔100，上笔筒组件10，下笔帽组件20；

上笔筒11，显示窗口111；

按钮机构12，按钮组件121，复位弹性件123；

剂量调节机构13，旋钮组件131，旋钮1311，止位支架1312，第一内齿圈部13121，动力杆132，插孔部1321，延伸部1322，凹部1323，第一卡齿1324，筒体133，滚珠134，套筒135，插杆部1351，平面部13511，内筒部1352，外筒部1353，凸部1354，凸筋1355，第二内齿圈部1356，扭簧136，扭簧支架137，刻度盘138；

传动机构14，驱动轮141，筒状部1411，基体部1412，凸棱1413，突起部1414，第二卡齿1415，螺杆142，瓶架盖143；

下笔帽21，瓶支架22，卡式瓶23，瓶塞231。

具体实施方式

本申请实施例提供一种注射笔及其剂量调节机构，通过对剂量调节机构的结构优化，可提高其滚珠滚动的顺畅性，确保滚珠可顺利复位。

为便于理解和描述简洁，下文结合注射笔及其剂量调节机构一并说明，以附图中所示的注射笔作为描述主体对具体实施例进行详细说明。

本文中定义注射笔的按钮机构所在侧为上，相应地，注射笔的注射端或者说使用时靠近注射部位的所在侧为下，定义注射笔的长度方向为轴线方向，靠近注射笔中心的一侧为内，相应地，远离注射笔中心的一侧为外。可以理解，所述方位词的使用仅是为了描述和理解方便，不构成对保护范围的限制。

请参考图1至图3，图1为本申请所提供一种实施例中注射笔的结构示意图；图2为图1所示注射笔处于第一状态的剖面示意图；图3为图2中上笔筒组件所在区域的局部放大图。

本实施方式中，注射笔100包括上笔筒组件10和下笔帽组件20。

上笔筒组件10包括上笔筒11、按钮机构12、剂量调节机构13和传动机构14，上笔筒11作为按钮机构12、剂量调节机构13和传动机构14的安装基础。

下笔帽组件20包括下笔帽21、瓶支架22和卡式瓶23，瓶支架22插装于下笔帽21，用于安装卡式瓶23，瓶支架22的上端伸出下笔帽21，用以与上笔筒11套接配合，上笔筒11的下端外套于瓶支架22的上端。

上笔筒11内的传动机构14可与卡式瓶23的瓶塞231配合，剂量调节机构13可提供驱动力至传动机构14，使传动机构14推动瓶塞231向下移动实现药物注射。

需要指出的是，卡式瓶23为存储药物的容器，其本质上不属于注射笔100的构成，与注射笔100配合使用。应用中，卡式瓶23为可替换构件。

本实施方式中，注射笔100的剂量调节机构13包括动力杆132、筒体133、滚珠134、套筒135和扭簧136。

筒体133外套于动力杆132，在筒体133的内筒壁和动力杆132的外杆壁之间形成有沿动力杆132的轴线方向延伸的螺旋通道，滚珠134可滚动地设于螺旋通道。其中，动力杆132的轴线方向与注射笔100的轴线方向一致。

其中，筒体133与上笔筒11在周向上相对固定；扭簧136的上端与上笔筒11相对固定，扭簧136的下端与套筒135连接；动力杆132和套筒135周向限位连接，换言之，动力杆132和套筒135无法相对转动，可一起转动；套筒135与传动机构14能够在传动接合的状态和解除传动的分离状态之间切换，换言之，套筒135与传动机构14处于传动接合状态时，两者之间可以实现动力传递，套筒135与传动机构14处于传动分离状态时，两者之间无法进行动力传递。

在外力作用下，动力杆132能够相对筒体133旋转，并带动套筒135一起旋转。

操作时，可施加外力至动力杆132，使动力杆132朝设定的调节注射剂量的方向旋转，动力杆132旋转时能带动套筒135一起旋转，但筒体133不动，这样，滚珠134可沿动力杆132和筒体133之间的螺旋通道朝一个方向滚动，因扭簧136的上端与上笔筒11相对固定，下端与套筒135连接，所以扭簧136的下端随套筒135一起旋转而储能；旋转到需要的注射剂量位置后，动力杆132、套筒135和扭簧136可保持在该位置；之后，可通过操作释放扭簧136的储能，即解除对动力杆132、套筒135和扭簧136的位置锁定，并使套筒135与传动机构14处于传动接合状态，在扭簧136储能的释放作用下，动力杆132和套筒135逆向转动，通过套筒135与传动机构14的接合传递驱动力至传动机构14，从而推动瓶塞231向下移动而实现药物注射。在动力杆132和套筒135逆向转动时，筒体133也不动，从而可使滚珠134逆向滚动而复位。

根据上述操作可知，动力杆132带动套筒135的旋转程度决定了扭簧136的蓄能大小，而扭簧136的蓄能大小与最终推动瓶塞231下移的行程相关，即与药物注射的剂量相关。

可以理解，动力杆132和套筒135的逆向转动是指与前述朝设定注射剂量方向转动相反的方向转动，滚珠134的逆向滚动也是与之前方向相反的滚动。

这里定义向调节剂量方向的转动为正向转动，相应地，与调节剂量相反的方向的转动为反向转动。

采用上述方案，注射笔100在调节剂量的过程中，采用动力杆132、筒体133和滚珠134配合的传动方式，传动精度高，可确保药物剂量调节的精确性；同时，在调节剂量的过程中，动力杆132可相对筒体133正向转动，在注射药物过程中，动力杆132仍可相对筒体133转动，从而滚珠134的滚动顺畅，复位可靠，进而可确保对剂量调节的准确性，提供注射笔100操作的可靠性和安全性。

本实施方式中，剂量调节机构13还包括旋钮组件131，旋钮组件131与动力杆132之间设有周向限位结构，旋钮组件131旋转时能够通过该周向限位结构带动动力杆132旋转。

具体实现中，旋钮组件131包括旋钮1311和止位支架1312，旋钮1311和止位支架1312周向限位连接，止位支架1312的部分内套于旋钮1311，旋钮1311的下端可转动地外套于上笔筒11。

一种可实现的方式中，动力杆132穿过止位支架1312，具体与止位支架1312之间设有周向限位结构。

具体的，止位支架1312和动力杆132之间的周向限位结构包括设于止位支架1312的第一内齿圈部13121，以及设于动力杆131外杆壁的第一卡齿1324（标记于图4至图6中）。常态下，动力杆131的第一卡齿1324可嵌入第一内齿圈部13121的齿槽内，从而限制动力杆131和止位支架1312的周向位置，使得止位支架1312旋转时可带动动力杆132一起旋转。

图示示例中，动力杆131沿周向设有四个第一卡齿1324，实际应用中，动力杆131的第一卡齿1324可以设为其他数量，比如两个或三个或更多个。多个第一卡齿1324最好沿周向均匀排布，以使动力杆131和止位支架1312之间的受力均衡。

在其他实现方式中，动力杆132也可以与旋钮1311之间设有周向限位结构。

应用中，用户可通过旋动旋转1311带动止位支架1312和动力杆132一起旋转，以实现剂量的调节。

本实施方式中，剂量调节机构13还包括扭簧支架137，扭簧支架137与上笔筒11相对固定，筒体133内套于扭簧支架137，筒体133可通过与扭簧支架137的相对固定实现与上笔筒11的相对固定。

扭簧支架137与上笔筒11的相对固定方式以及筒体133与扭簧支架137的相对固定方式均可采用卡合结构卡接的方式，方便拆装，有利于维护。

前述扭簧136的上端可具体与扭簧支架137连接。

具体实现中，在旋钮组件131和扭簧支架137之间设有限位结构，该限位结构配置为旋钮组件131只可相对扭簧支架137朝一个方向转动，而无法逆向转动。在注射笔100的结构配置中，即旋钮组件131可相对扭簧支架137正向转动，但无法反向转动，这样，旋钮组件131带动动力杆132正向转动至所需调节剂量的位置后，可使动力杆132、套筒135以及扭簧136保持在该位置。

示例性的，旋钮组件131和扭簧支架137之间的限位结构可以为单向棘轮棘齿配合的结构。

本实施方式中，动力杆132在外力作用下能够相对筒体133向注射笔100的下笔帽21所在方向移动，以解除与旋钮组件131之间的周向限位。换言之，动力杆132可在外力作用下相对上笔筒11轴向下移，以脱离与旋钮组件131之间的周向限位，以实现扭簧136储能的释放。可以理解，在动力杆132脱离与旋钮组件131的周向限位后，动力杆132不受旋钮组件131的约束，套筒135和扭簧136也不再受位置限定的约束，扭簧136的储能可以得到释放，驱使套筒135和动力杆132反向旋转。

具体的，当动力杆132沿轴向下移后，其第一卡齿1324随之下移，而旋钮组件131的止位支架1312的轴向位置不变，从而第一卡齿1324脱离第一内齿圈部13121，从而解除了动力杆132和旋钮组件131之间的周向限位。

本实施方式中，套筒135也能够相对上笔筒11沿轴向下移以与传动机构14接合以实现动力传递，或者相对上笔筒11沿轴向上移以与传动机构14分离以实现动力切断。

具体实现中，套筒135和动力杆132轴向限位连接，以在外力作用下一起沿轴向移动。

具体实现中，前述注射笔100的按钮机构12作为可向动力杆132施加下移力的结构。

按钮机构12包括按钮组件121和复位弹性件123，按钮组件121与动力杆132轴向限位连接。

操作时，向下按压按钮机构12，按钮机构12可带动动力杆132和套筒135一起下移，解除动力杆132与旋钮组件131的周向限位连接，使套筒135与传动机构14接合，这样，扭簧136的储能可得到释放，以驱使套筒135和动力杆132反向旋转，此时，套筒135与传动机构14接合，套筒135旋转时可传递动力至传动机构14，以实现瓶塞231的推动。按下按钮组件121后，复位弹性件123蓄能，用于在取消对按钮机构12的按压力后，使按钮组件121复位。

从布局上来说，按钮机构12、剂量调节机构13和传动机构14大致自上至下排布；剂量调节机构13的套筒135主体位于动力杆132的下方。

具体实现中，套筒135外还套设有刻度盘138，套筒135和刻度盘138周向限位连接，刻度盘138外侧为上笔筒11，上笔筒11具有显示窗口111。调节剂量时，刻度盘138可随套筒135一起转动，从而用户可通过显示窗口111显示的刻度盘138上的刻度来确定调节的剂量大小。

请一并参考图4至图7，图4为具体实施例中动力杆和套筒的配合结构示意图；图5为图4所示动力杆和套筒的剖面示意图；图6为图4中动力杆的结构示意图；图7为图4中套筒的结构示意图。

本实施方式中，动力杆132具有沿其轴向延伸的插孔部1321，套筒135包括插杆部1351，插杆部1351插装于动力杆132的插孔部1321，插杆部1351的外周壁在周向上具有平面部13511，插孔部1321的内孔壁具有与该平面部13511配合的平面壁。这样，套筒135的插杆部1351插装于动力杆132的插孔部1321后，动力杆132转动时，在相互配合的平面部13511和平面壁的作用下，可带动套筒135一起转动。显然，平面部13511和平面壁构成动力杆132和套筒135之间的周向限位连接结构。

具体实现中，相互配合的插杆部1351和插孔部1321的横截面只要为非圆结构即可，例如可以是长方形、正方形、三角形或者多边形等；还可以为其他具有平面结构的不规则形状。

动力杆12和套筒135之间的轴向限位结构，可以有多种形式。下面介绍一种结构相对简单可靠的方式。

在套筒135上设有沿径向向内伸出的凸部1354，在动力杆132上设有与凸部1354配合的凹部1323，套筒135的插杆部1351插装于动力杆132的插孔部1321后，套筒135的凸部1354可卡入动力杆132的凹部1323内，如图5所示，在凸部1354和凹部1323的卡合作用下限定了套筒135和动力杆12的轴向位置。

具体实现中，动力杆132靠近套筒135的底端具有沿轴向向下延伸的延伸部1322，凹部1323形成于该延伸部1322朝向套筒135的侧壁上，凹部1323具体可以为槽的形式，也可以为孔的形式。

套筒135包括与插杆部1351连接的内筒部1352，该内筒部1352靠近顶端的内筒壁设有前述凸部1354，组装后，动力杆132的延伸部1322可伸入内筒部1352。插杆部1351的底端也有部分位于内筒部1352内，以方便凸部1354和凹部1323的卡嵌配合。

在其他实现方式中，前述凸部1354和凹部1323也可反向设置，即将凸部1354设置在动力杆132上，将凹部1323设置在套筒135上。

套筒135还包括外套于内筒部1352的外筒部1353，内筒部1352和外筒部1353的底端连接在一起，在内筒部1352和外筒部1353之间形成用于容置前述扭簧136的空间，可以在套筒135的底端设置钩挂孔，以方便与扭簧136的下端钩挂连接。

具体的，动力杆132和套筒135的相互配合的凹部1323和凸部1354可以设置有两组以上，沿着动力杆132的周向均匀排布，以使动力杆132和套筒135之间的连接受力均匀，避免偏斜。图示中，示出了两组凹部1323和凸部1354的结构。

具体实现中，套筒135靠近底端的外筒壁上设有多个沿径向向外伸出的凸筋1355，多个凸筋1355沿套筒135的周向排布，以校正套筒135和上笔筒11的同心度。这样，可以避免套筒135偏斜影响与传动机构14的传动效果。

本实施方式中，注射笔100的传动机构14包括驱动轮141、螺杆142和瓶架盖143。驱动轮141可与套筒135接合或分离，螺杆142与驱动轮141周向限位，且与瓶架盖143螺纹连接，螺杆142的下端穿过瓶架盖143可与瓶塞231抵接，通常，在螺杆142和瓶塞231之间设有垫片。

驱动轮141和套筒135之间设有离合结构，该离合结构在套筒135沿轴向下移时可以使套筒135与驱动轮141处于接合状态，从而套筒135可带动驱动轮141一起转动，在套筒135沿轴向上移时可使套筒135与驱动轮141处于分离状态，从而套筒135的转动不影响驱动轮141。

请一并参考图8，图8为具体实施例中驱动轮的结构示意图。

具体实现中，驱动轮141包括伸入套筒135内的筒状部1411，该筒状部1411的外周壁设有若干个沿周向排布的凸棱1413，用以校正驱动轮141和套筒135的同心度。这样可利于确保套筒135和驱动轮141的接合和分离，避免两者卡滞，有利于提高注射笔100动作的可靠性。

驱动轮141还包括固接于筒状部1411下端的基体部1412，该基体部1412靠近外缘处设有若干个沿轴向向上突出的突起部1414，若干个突起部1414沿周向排布，以校正驱动轮141和上笔筒11的同心度。这样，有利于提高驱动轮141和套筒135传动配合的可靠性。

应用中，前述若干个凸棱1413可以沿周向均匀排布，前述若干个突起部1414也沿周向均匀排布，以使对应部件的受力更均衡，更利于同心度的校正。

具体实现中，套筒135的底端具有第二内齿圈部1356，驱动轮141上设有第二卡齿1415，当套筒135沿轴向下移后，驱动轮141上的第二卡齿1415可嵌入第二内齿圈部1356的齿槽内，从而实现驱动轮141和套筒135的接合，使得套筒135可带动驱动轮141一起转动，当套筒135沿轴向上移后，第二内齿圈部1356脱离驱动轮141的第二卡齿1415，从而使驱动轮141和套筒135分离，驱动轮141不随套筒135转动。

具体实现中，套筒135的内筒部1352的筒腔作为可容纳螺杆142的空间，换言之，套筒135的底部为贯穿其内筒部1352筒腔的开口结构。

当转动旋钮组件131调节好剂量，并按下按钮组件121后，动力杆132和套筒135一起沿轴向下移，动力杆132脱离与旋钮组件131的周向限位，套筒135与驱动轮141接合，在扭簧136的储能释放作用下，动力杆132和套筒135一起转动，带动驱动轮141转动，驱动轮141转动时，带动与其周向限位的螺杆142一起转动，而螺杆142与瓶架盖143螺纹连接，在螺纹作用下，螺杆142沿轴向下移，推动瓶塞231下移，实现药物注射。

对比图2、图3以及图9、图10，在图2和图3中，注射笔100处于动力杆132和旋钮组件131周向限位，套筒135和驱动轮141处于分离的第一状态，图9示出了按压按钮组件121后，动力杆132和旋钮组件131的周向限位解除的第二状态，从图中可以看出，动力杆132的第一卡齿1324脱离旋钮组件131的第一内齿圈部13121，图10示出了按压按钮组件121后，套筒135和驱动轮141处于接合的状态。

注射笔100的下笔帽组件20的相关部件的具体结构和连接等不作为本申请的发明核心，可参考已有技术理解，此处不展开详述。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。