具有抽吸机构的一次性使用注射器的制作方法
专利名称具有抽吸机构的一次性使用注射器的制作方法
相关申请这是日提交的、申请号为08/195,302、题为“一次性使用的注射器组件”的专利申请以及日提交的、申请号为08/232,749、题为“包括弹簧锁定夹头和柱塞的一次性使用注射器”的专利申请的部分继续申请，前述的这两个申请都援引在此以供参考，发明背景和对已有技术的描述本发明总的涉及皮下注射用针头和注射器，更具体地说，本发明涉及弹簧锁定夹头和相关的柱塞，它们可将塑料的皮下注射器针筒转变成一种用已通过医药许可的材料制成的、只能一次性使用而不能重复使用的、低成本的塑料制皮下注射用注射器，就本发明的目的而言，术语“一次性使用”意味着在注射器内放置的全部最大剂量只能被注射一次，然而，注射器是可以多次注射药剂的，每次仅输送由柱塞杆相对于注射器针筒的一次全剂量抽吸所能吸入注射器的全部药剂中的一部分，为书写方便起见，术语“一次性使用”意味着对抽入针筒的全部药剂的一次完全的分配，包括一次或更多次可能的注射，每次注射仅输送小于最大剂量的药剂量，所有各次注射累计的总的药剂输送量不超过由柱塞杆相对于针筒的一次向后运动所抽吸的进入针筒的最大或全部药剂量，当针筒的最大或全部药剂量(取决于针筒的容量和/或柱塞上弹簧夹的位置)在第一次并且是唯一一次使用中全部用完时，注射器就是一次性使用的注射器，若发生上述情况，弹簧夹移动至其最末端位置，任何重复使用的情况都会受到阻挡，当在第一次或以下各次的注射过程中输送被抽入针筒的小于最大剂量的药剂时，以下各次的注射量就必须小于最大剂量，柱塞杆只能有一次至最末端的全程移动，使总的注射量由各次注射量相加而成，所分配的药剂量不能超过注射器针筒的一次药剂容量，在这种方式下，装置就被称作“一次性使用”注射器。
皮下注射针头和注射器的安全性、一次性的使用以及随后的丢弃工作与医疗和保健行业密切相关，对病人、医生和护士而言，在注射器使用之后有着被针头意外戳伤的危险，由于目前在公众场合存在艾滋病和肝炎病毒感染的情况，所以上述的危险变得日益急迫起来，因此，必须非常注意用过的针头和注射器的安全处理和丢弃，对此，本发明提供了一种一次性使用的针头和注射器组件。在针头和注射器(下文中将把它们一起称作注射器)使用过一次之后，本发明的机构可以防止重复使用。因此，与注射器被进一步使用的可能性相比，其被丢弃的可能性更大，可以减少病人与病人之间的交叉感染以及毒品注射者与毒品注射者之间的交叉感染。
本发明的装置是紧凑的，因而可以应用于针筒容量非常小的注射器，例如注射量只有0.1cc的注射器，另一方面，在下文中将会更清楚地描述，利用已有技术不能既维持只能一次性使用的功效，又能方便和/或经济地减小尺寸，因此，在市场上没有出现过尺寸小于标准的3cc的注射器，在已有技术的一次性使用注射器中，限定锁定机构相对于注射器针筒的初始轴向位置是将3cc的传统注射器限定为最大1cc剂量的一项措施，然而，显然希望有一种最大剂量更小的注射器，这种注射器的尺寸(不仅仅是夹头的位置)可确定最大的药剂容量。但是，应该理解，本发明也适用于3cc或其它最大剂量的注射器针筒，不过，本发明特别适用于针筒容量低的注射器，甚至可低至0.1cc的注射器，一般认为，低成本的注射器对满足欠发达国家的需求而言是很重要的，并有助于在世界范围内降低卫生保健的开支，低的成本可以缓和目前可任意使用的注射器所遇到的再使用问题，借助只能一次性使用的注射器可以避免因同一注射器的反复使用而在病人与病人之间造成交叉感染，这样做还可以消除因为采用现有的注射器而给病人带来的怀疑潜在的感染可能性的焦躁情绪。
本发明提供了一种简单的、低成本的机构，可以将一个注射器(有或没有针头)限制成一次性的或只能单次使用，这种注射器规定为在制造厂内组装，并供医生(或护士、病人等)使用，使用者可以以传统的方式给注射器充填合适的药剂，即相对于注射器的圆柱形针筒来抽动柱塞，以便将药剂从针头的尖端抽入针筒的空腔内，按照本发明，在装入药剂之前，柱塞可以重复地作往复运动以便进行抽吸，一旦使用者确定抽吸运动的量已经足够，柱塞相对于针筒的正向移动可以确保一次性使用的锁定机构动作，随后，还是利用传统的技术将针头刺入病人的皮肤，用手使柱塞相对于圆柱形针筒移动，迫使柱塞朝注射器的末端移动。柱塞的力迫使药液从针尖流出。
如下文中将要清楚描述地那样，按照本发明，在注射药剂的过程中，一锁定弹簧夹与柱塞杆一起移动，当其到达末端位置时，柱塞抵着锁定弹簧夹的底部，使各锁定或接触点抵住圆筒形针筒的内侧壁，这样就可以阻止使柱塞相对于圆筒形针筒的作第二次抽动的企图，于是，不会再有药剂吸入注射器，因而不能第二次使用该注射器，这样就提供了一种低成本的一次性使用注射器，可杜绝重复使用的锁定机构是自动的，即，它可以在抽吸之后动作而阻止重复使用，无需使用者有意识地操作来配合锁定机构的工作。
很多专利和研究都希望能设计出这样一种可经济生产的注射器组件，该组件具有一次性使用的特征，其安全性或一次性使用的操作性也难以被破坏，这样一种注射器应该便于制造和组装，能以标准的方式来操作，可以输送不同体积的流体，可以利用已获准用于医药领域的通用材料并最好是借助例如用来生产现有注射器的标准设备来制造，而且重要的是需具有较低的成本，本发明利用了一个与新颖的、奇特的弹簧锁定夹头一起使用的新颖的、奇特的柱塞来实现上述的各目的，该柱塞包括多个圆柱形的，即截头圆锥形(或在一变化型实施例中是珠形的)棘齿，制造者可以将弹簧夹头限定在沿着柱塞轴线的某一个特定的位置上，从而限制柱塞的最大抽取量，进而是注射器的药剂容量，根据本发明的较佳实施例，在至少两个棘齿或头部之间的设置一定的纵向间隔，这样就允许将柱塞回抽或前送，而相关的弹簧夹头不会前进，于是，可以在针筒装入药液之前抽动注射器，还有，采用珠状(bead-shaped)棘齿来代替我们以前揭示过的截头圆锥形可以使在柱塞回抽过程中的运动更加平滑，与以前装置内的锥形或截头圆锥形的棘齿相比，回抽所需的力大大减小。
现在，对皮下注射针头/注射器的柱塞的最大回抽力有一个规定，这是由国际标准组织制定的，经测试表明，本申请的母申请案08/195,302(日递交)和08/232,749(日)所揭示的一次性使用注射器设计在某些产品上略超过规定标准，尽管大部分产品的柱塞回抽力在标准的最大限制以下，为了确保获得总是能满足所述标准的高质量产品，研制出了本发明的产品，由于目前的“标准”涵盖了能够并且规定为重复使用的抛弃型注射器，所以，作为一种替代办法，当然也可以为一次性使用的注射器建立一个最大柱塞回抽力的新标准。
根据本发明的较佳形式，柱塞的棘齿是“珠状”的。因此，与我们以前申请的专利相反，当柱塞杆回抽时，弹簧夹头不会随着每一个棘齿发生断续，珠状棘齿可允许弹簧夹头更平滑地滑过珠状棘齿表面，业已发现，回抽力降低，几乎与可重复使用的注射器和没有弹簧夹头的柱塞相同。
希望有一种具有弹簧夹头并且能够能多次抽动的注射器，在有关本发明的先前专利申请的设计中不允许进行多次抽动(即，柱塞往复运动多次，以便将空气吸入并排出针筒)，但是当柱塞最初的回抽和前伸没有使弹簧夹头到达最末端或最前端的位置场合，可以进行程度有限的抽动。
本发明旨在允许进行多次抽动，该装置是在棘齿之间设置了一个间隙，因而当弹簧夹头位于棘齿之间，也就是在间隙内时，无论柱塞如何移动都不会导致弹簧夹头移动，当然，棘齿之间的间隙大小决定了抽动量。
采用这种新的柱塞和弹簧夹头可阻止注射器被重复使用，这种结构可应用于只有0.1cc的针筒，不会造成任何有效性或安全性方面的损失，本发明的操作机构可允许制造非常小容量的注射器，并且不会降低性能，相反，已有技术的一次性使用注射器的锁定结构利用的是不同的机构，因而不能制造体积很小的注射器。
本发明在制造方面是很经济的，并且具有防止乱用的特征，可以利用传统的技术来进行注射，并且是用已由医用批准的材料制成，而且可以用标准的设备来制造。
本发明的柱塞回抽力是在可多次使用注射器的可接收的限制范围内，但它是一种一次性使用的注射器，与现有的截头圆锥形棘齿相比，具有珠状棘齿的柱塞的机械回抽动作显得更为平滑，还有，在棘齿之间采用一个或多个间隙，可允许注射器有选择地和重复地抽动。
本发明的一个特征在于，提供一个注射器柱塞的拇指接触部分，它是一个可分裂断开的圆盘，因而在使用之后，注射器使用者可以通过简单的弯折或扭曲而将拇指接触圆盘去除，进而使注射器不能被重复使用，很容易就能将柱塞轴的拇指接触部分从注射器上去除，很方便地就能将柱塞轴的拇指接触部分从注射器上去除还是对注射器进行跟踪盘存的一种手段。
对已有技术的描述各种专利文献和其它出版物上已描述了很多种方案，旨在提供用于一次性使用注射器的机构，该机构不会影响注射器针筒的最小总容积之类的几何限制，显然，一次性使用的注射器存在着最小容积的限制，这不但取决于设计，而且取决于因尺寸小而带来的可生产性方面的问题，在目前注射少量药剂的实际使用过程中，最好是采用总容积小的注射器而不是对较大的针筒容纳装置的行程加以限制，以便令使用的精度和方便性都得以加强，与已有技术相反，本发明采用了完全不同的机构和作用力来阻止注射器的再使用，因此，可以实现极小容量的注射器构造。
过去已经有了能在某种程度上防止意外的针头伤害的安全注射器，这些设计需要相对较复杂的机构或相对较为笨重，它们的生产成本相对较高，大多数已有技术的一次性使用的限定机构旨在用于传统注射器的标准X形柱塞，另一方面，本发明采用了一种完全新的柱塞，其基本形状是，包括棘齿(最好是珠状的齿)的杆件，此外，已有技术机构的安全性特征有时会遭到破坏，或者是故意地不加利用，可以相信，本发明在防止注射器被再使用方面是更为有效的。
然而，如上所述，重要的是，可以相信本发明是非常有效和低成本的，并且可以用于甚至只有0.1cc最大药剂容积的注射器，在这种方式下，该装置可以用于非常小容量的注射器，这是非常有利的，相反，已有技术的一次性使用或“安全性”看来不能或难以减小尺寸，在市场上还没有出现最大药剂容量为0.1cc的产品，但是生产厂商采用标准的较大注射器(例如3cc)并且以限制柱塞杆移动程度的方式来限制最大药剂量，本发明的特别目的在于，提供一种最大容量只有0.1cc，并且主要是通过减小针筒的尺寸，而不是通过弹簧夹的定位来实现的一次性使用的注射器。
可以将已有的一次性使用的抛弃型塑料注射器的方案分成以下几类(a)柱塞在药剂输入之后锁定；(b)柱塞脱开；(c)在药剂输送完毕之后，将针头抽入注射器针筒内；(d)对注射器的某些部分作物理性破坏；(e)在首次使用之后，用化学手段使注射器报废；(f)采用套筒之类的辅助装置防止注射器被重复使用，同时提供防止针头戳伤的保护。
如下文所述，本发明的注射器采用了一种机械的方法，并利用一种新颖的弹簧锁定夹头来锁定柱塞以避免其被进一步地使用。
已有技术的锁定机构通常是在传统的X形柱塞上动作的，在某些情况下，是在一圆柱形的柱塞上动作，当采用X形的柱塞时，柱塞借助其X形的边缘而与针筒的轴线保持轴向对准，当采用在一圆柱形柱塞上的锁定装置时，锁定装置是对称的，并且完全围绕柱塞延伸，于是，柱塞就可以保持与针筒沿轴向对准，在已有技术的X形柱塞和锁定夹装置以及带有围绕锁定夹的圆柱形柱塞中，针筒和柱塞之间的轴向对准可以防止注射器的最大容量潜在的减小。
相反，本发明采用了一种以圆柱形柱塞为基础的新颖的锁定机构，本发明弹簧锁定夹头的结构和工作方式可导致柱塞杆线在针筒内径向地偏移，柱塞和针筒之间的这种非轴向的对准可允许将一次性使用针筒制造成比以前所能获得的容量要小得多的容量。
美国专利4,386,606在一柱塞、凸轮或针筒上采用了尖锐的边缘，以便可靠地锁定具有X形柱塞的注射器。
美国专利4,367,738描述了一种利用多个刚性、柔性销钉的不可再用式注射器。
美国专利4,731,068揭示了安装在一圆柱形柱塞上的刚性固定的蛛网状棘刺，以便在输送完药剂之后锁定注射器而防止其被重复使用。
美国专利4,952,206采用若干棘刺将一垫圈定位在一阀内，以防止流体在药剂输送完毕之后流动。
美国专利4,961,728在X形柱塞的锁定元件上采用了非平行的棘剌。
美国专利4,979,943提供了一种只允许柱塞在一个方向上运动的可逆止挡件。
美国专利5,000,737采用了与X形柱塞相配合的圆形或槽形、带棘刺的锁定件。
美国专利5,021,047和美国专利5,138,466采用了完全围绕柱塞的锁定棘刺。由于锁定件围绕柱塞，锁定件的运动将导致其在被迫压过棘齿时沿轴向挠曲。
美国专利5,205,825采用了一种可插人的夹头来锁定X形的柱塞。
WO 89/00432中采用了棘齿柱塞和棘齿壁来防止注射器被重复使用。
美国专利5,000,737涉及一种一次性使用的抛弃型注射器，该专利的附图中揭示了一种适于替代传统的X形柱塞杆的装置。要求保护的槽的外凸点旨在嵌入针筒的圆柱内侧壁或表面，从而可以防止当柱塞杆朝近端方向(将药剂抽入针筒的方向)移动时发生相对于针筒的圆盘移动。向内的边缘适于和X形柱塞的相邻壁配合，从而在柱塞向末端移动(以分配药剂)时，使该装置与柱塞一起移动，该专利的图8-16涉及’737专利要求保护的发明，那个装置被保持在由X形柱塞元件所限定的注射器针筒的四分之一圆周内，根据本专利，该装置被描述成“细长的”，也就是其长度大于宽度。
另一方面，下面将要详细描述的本发明的弹簧锁定夹头则不是细长的，它是紧凑的，并适于小尺寸注射器的生产，本发明的锁定夹头的生产成本较低，并且制造起来简单得多，该装置即使在未能轴向对准的情况下也不会失效，实际上可以在轴向偏移的情况下工作，由于以这种方式构造和工作，可以将注射器的容积做得比已有技术的注射器所能达到的容积小，此外，本发明还构思采用了一种新颖的柱塞，本申请的弹簧锁定夹头没有被限制在由X形柱塞限定的针筒的四分之一圆周内，而只是局部地围绕位于针筒内的一个基本上是圆柱形的新柱塞，这样就使锁定机构对针筒内侧壁的压力更均匀，并确保本发明可用于防止用过一次的注射器被重复使用，与已有技术相比，柱塞的工作方式，即柱塞偏离中心或不与注射器针筒的轴线对准具有非常大的优点，’737专利还揭示了一种以与’737中所述的槽非常类似的方式来工作的圆盘状构件，该专利的装置还旨在与传统的X形柱塞一起使用，该专利的装置的尺寸看来难以减小到能生产0.1cc注射器的程度。
美国专利5,151,088也涉及一种安全的针头和注射器组件，该专利揭示和描述了一种抛弃型的注射器和针头组件，它具有一设置在注射器内的小型、刚性、可伸缩的针头护套，在一次注射之后，针头护套延伸至可覆盖针头的锁定位置，当使用者将注射器柱塞压过0容积点时，护套只能处在锁定位置上，因此，如果使用者不是因为意外或者有意这样做的话，该装置不能阻止重复使用。本发明的目的在于，可以在抽动之后自动地防止注射器的重复使用，从而消除因针头重复使用而产生的人与人之间的感染，利用’088的装置不能实现锁定机构的自动配合，在利用’088专利的情况下，希望破坏锁定机构并重复使用注射器的使用者可以通过故意不将注射器柱塞压过0容积点来避免锁定机构锁合。
美国专利5,205,825(Allison等人)涉及一种用于防止塑料注射器被重复使用的插人元件，与Free等人的’737专利相类似，该装置提供了一种旨在改装到现有的传统注射器上的锁定机构，所述改装是这样完成的，即将该装置插入到注射器塑料针筒内的标准型X形柱塞上，对以前Free等人的装置所作的建议与Allison等人的专利一样，也就是说，不能在一个最大药剂容量比较小的尺寸下有效并且高效地实现本发明的由于柱塞与圆柱形针筒的轴线不对准而获得的优点。
美国专利5,067,942也涉及一种一次性使用的皮下注射针头，当组装针头和注射器组件时，容纳在一个筐(basket)内的两个分开的薄片迫使护套缩回并暴露出针头尖端让流体进出的开口，当拆卸针头和注射器组件时，薄片与筐分开并且被有效地破坏，以防止护套缩回而被重复使用，可以相信，与’942专利相比，本发明显得更加简单，生产成本低，更加自动化，并且更容易适合更小尺寸的注射器。
还有人提出了很多结合有针头罩盖的注射器设计，美国专利4,909,791和4,982,842采用了可枢转地安装在一注射器针筒上以便在使用之后覆盖针头的爪件。
美国专利4,969,877揭示了一种注射器组件，其中，围绕一内腔或注射器部分设置了一个外壳，所述注射器部分能在外壳上滑动，分别可到达位于外壳前后两端的一个工作位置和一缩回位置。
美国专利4,013,073揭示了一种可压扁的一次性使用注射器，其中，可压扁的注射器壁是构造成这样，即，当各壁被压到一起以排出药剂时，它们可以互锁，从而使该装置不能被重复使用。
美国专利4,391,273揭示了一种刚性注射器，它包括一连接于柱塞的销钉，这个销钉将在注射完成之后穿过针筒的底壁，这也使得注射器在第一次使用之后就不能再用，在该专利的一个变化型实施例中，揭示了一种可允许针筒向前移动的刀片，但是若有人试图重复使用柱塞或注射器，这个刀片可以用来切割针筒的侧壁。
用来防止针筒被重复使用的已有技术包括各种配置，它们是在注射器被注入药剂后使柱塞运动至注射器端部以注射药剂，随后将注射器的柱塞锁定，例如，美国专利4,731,068揭示了一种两件式的锁定结构，它具有一处在注射器注射端的带子或套筒组件，该组件的尺寸使其适于沿注射器的内壁摩擦滑动，在柱塞的一个固定位置上安装了一个蛛网状构件，它具有与套筒相配合的棘刺端，当先把柱塞往回抽时，蛛网状构件和柱塞一起朝注射器的端部移动，当把柱塞朝注射端压时，套筒保持在末端(借助与内壁的摩擦配合)，而蛛网状构件与柱塞一起朝注射端移动，如果试图第二次抽回柱塞，在没有套筒的情况下暴露于内壁的蛛网状构件的棘刺将与注射器的内壁咬合，从而防止柱塞被第二次抽回。
在‘068专利的一个变化型实施例中具有可滑动地支承在柱塞上并与蛛网状构件配合的套筒，在该元件上设有组装在注射器末端的弯曲的弹簧状叉件，在第一次抽回时，套筒保持与蛛网状构件的配合，在第一次压下时，它朝注射端方向移动并暴露出蛛网状构件的叉件，可以借助各叉件与柱塞的配合而防止第二次抽回柱塞的企图。美国专利4,781,684、4,493,703、4,391,272和4,367,738揭示了其它一些对柱塞或注射器壁结构加以改进的装置，这些装置只允许柱塞或锁定件单程移动，或者使柱塞在第一次压下之后不能再使用，这些专利也涉及一次性使用的注射器。
美国专利5,290,235涉及一种不可再用型注射器，在使用时，一锁定元件与柱塞的引导机构以及注射器中空本体的内表面相互作用，从而只允许进行一个第一抽吸行程和一个第一输送行程，可以防止柱塞的第二抽吸行程。
‘235所示的装置大致包括一传统的注射器中空本体；一伸出本体外以便于一柱塞移动的细长柱塞杆；所述柱塞杆具有一携带一锁定元件的引导装置，锁定元件呈板状，并具有至少一个对着针筒内表面的尖端，所述引导件能使所述锁定元件作相对的枢轴运动，从可朝末端方向自由移动的第一位置移动至可令棘刺与针筒内壁咬合的第二位置。
‘235专利所示装置的结构远比本发明来得复杂，本发明采用的是一种简单模制的、基本上是圆柱形的、带有棘齿的柱塞杆，在该柱塞杆上装有弹簧夹头，弹簧夹头的初始位置可确定所供液体的最大容积，相反，’235装置揭示的是一种复杂的柱塞，看来它并不适合大批量的生产，本发明可允许将一单个的柱塞杆用于具有各种最大容积的注射器，在’235专利中，具有所需的各种最大容量的不同注射器需要在柱塞上的第一表面22和止挡面26之间有不同的距离。
本发明非常便于生产、制造和组装，它还便于采用具有标准尺寸的注射器针筒，还有在商业上比较重要的是，它完全可用于尺寸小到最大药剂容量只有0.1cc的注射器，本发明是安全可靠的，也就是在操作时大体上是自动保险的，如下文将要详细描述的较佳实施例所述，本发明可提供多种锁定机构，从而确保不会发生已用过一次的注射器被重复使用，本发明允许对圆柱形柱塞上的弹簧锁定夹头的轴向位置进行选择，因而即使把注射器针筒和柱塞制成单一尺寸，也可以由生产者来提供最大药剂容量，因此，在制造时确定的锁定弹簧机构相对于针筒和柱塞的位置可确保进行注射的医生、护士、技术人员或使用者不会注射过量的药品，这种弹簧锁定夹头机构可以按照其在柱塞上的位置而在制造时呈现各种初始位置，这样，由于只需要制造一个圆筒形的针筒和柱塞元件，所以制造成本较低，弹簧锁定夹头或机构相对于柱塞的原始位置可确定某一注射器所能注射的最大药剂量，因此，本发明不但提供了一种可确保注射器不被重复使用的机构，而且该弹簧锁定夹头可以限制注射器为某种特殊用途的注射量。
在下文中将要详细描述，本发明还提供了一种备用安全机构，以便进一步地使注射器在第一次使用之后失效，然而，这种特征并不是自动的，而是需要使用者机械地将柱塞的拇指接触圆盘部分与柱塞杆分开，以机械地确保注射器不被第二次使用，将拇指接触圆盘部分去除可以实现便于盘存控制的第二目的，在将注射器的主要部分丢弃之后，可方便地对注射器的其余部分进行盘存控制。
本发明的又一目的在于，提供一种可防止注射器被第二次使用的另一种锁定特征，在该实施例中，柱塞相对于注射器针筒的完全至末端的运动将导致拇指接触部分的一个环形雄燕尾部分与针筒的一个环形雌燕尾机构接合并机械地锁定，这样就可以把圆盘和轴完全锁定在针筒内部，并防止轴移出针筒，这种阻止移动的作用可进一步地防止将药液抽人注射器本体，从而使装置成为不可再用型。
本发明的几何结构还允许将装置做成最大剂量为0.1cc，其原因在下文中将要描述，即锁定装置沿径向动作，也就是说它将柱塞杆推离针筒轴线，在这种操作方式下，锁定夹头只需要一个单一的厚度，它无需围绕柱塞杆，在构造和操作时，可以在不损失功能的情况下，将柱塞杆、针筒和锁定夹头的尺寸减小到能输送最大容量为0.1cc的针筒所能输送的药剂量的程度，这是已有技术不可能实现的。
发明概要本发明涉及一种可机械地阻止重复使用的一次性使用注射器，本发明的目的在于，提供一种结构简单、制造成本低、并且可以自动地防止被再用的一次性使用注射器，本发明的又一目的在于，提供一种可机械地阻止重复使用的低成本注射器，这种注射器可以做成具有非常小的药剂容量，例如，本发明的一个特定的目的在于，提供一种最大药剂容量只有0.1cc的一次性使用注射器。
本发明的又一目的在于，提供一种能进行平滑的机械操作、并且其柱塞回抽力低于工业标准最大值的一次性使用注射器。
本发明的又一目的在于，提供一种在把药液抽人针筒之前能有选择地并且重复地抽动的一次性使用注射器。
本发明的另一目的在于，提供一种低成本的、弹簧状的机构，当把该机构放到一带棘齿的柱塞杆上时，它可以对被抽入注射器随后注射的药液的量加以限制。弹簧锁定机构相对于棘齿圆柱轴的初始位置可确定某一注射器的最大容量，因此，本发明的一个特定的目的在于，提供一种通过调整弹簧锁定夹头相对于柱塞杆的初始轴向位置即可具有各种最大药剂容量的一次性使用注射器，因此，可以制造单一尺寸的针筒，从而可降低生产成本。
本发明的又一目的在于，确保所提供的一次性使用针筒不会很容易就被故意损坏。本发明还有一个目的在于，确保有一个通过注射器柱塞和针筒轴线之间的径向偏移来工作的一次性使用注射器，上述偏移作用部分地是借助一个基本上是杆状的、不是X形的新型柱塞杆，并借助一个可沿径向向内和向外挠曲且位于柱塞杆上的弹簧状锁定夹头来实现的，圆柱形柱塞杆和注射器针筒内壁之间的非轴向对准可使一次性使用的锁定机构的尺寸减小，以便注射器可以提供只有0.1cc的药剂，本发明的特定目的在于，提供一种用于抛弃型注射器的一次性锁定机构，该机构可以作用在圆柱形的柱塞杆上，由于消除了X形的柱塞，所以可允许本发明更方便地制作成较小的尺寸，本发明中所采用的带棘齿的柱塞杆和弹簧锁定夹头消除了已有技术中必须的、基本围绕圆柱形柱塞杆的锁定夹头，在这种方式下，可以制造出容量非常小的注射器。
在较佳实施例中，本发明的柱塞杆还包括多个珠状的棘齿，如下文所述，弹簧锁定夹头最初定位在柱塞的一个选定的珠或齿上，因此，与已有技术相比，本发明可获得更精确的药剂限制，弹簧锁定夹头和柱塞之间的机械锁定可确保最大药剂量按若干个固定的合成量被注射，而已有技术是通过无限制地改变沿柱塞X形腿部的一槽的滑动位置来控制最大药剂量，不能很方便地实现精确地控制。
本发明的又一目的在于，提供一种柱塞杆的拇指接触圆盘部分，可以在注射器使用完毕之后，有选择地将该圆盘部分从柱塞杆上弯折下来或拧下来，在这种方式下，可以将拇指接触圆盘部分用作表示注射器已使用过的痕迹以及用作盘存，此外，将柱塞杆的拇指接触圆盘部分去除可进一步地使注射器不能被再用，防止其很容易就被再次使用。
本发明的又一目的在于，提供另一种锁定机构，它可以在注射器使用过一次之后进一步地确保注射器不能被再用，这种锁定机构是通过柱塞杆的拇指接触圆盘部分的一个环形雄燕尾部分与注射器针筒末端的一个环形雌燕尾槽部分的配合而实现的，柱塞杆相对于注射器针筒的一次全往复循环可将柱塞杆机械地锁定到其完全末端的位置，从而能防止将柱塞杆相对于注射器针筒第二次抽出。
本发明的另一目的在于，提供一种可将尺寸相同的注射器限制成能容纳和输送不同剂量药液的机构，无需注射器有不同的尺寸，本发明涉及一种利用一棘齿柱塞和弹簧锁定夹头来实现上述所需特征的机械装置，注射器组件的操作需要弹簧锁定夹头的松配合，当把柱塞往回抽时，弹簧夹头的松配合可允许注射器根据需要来抽取并充填药液，夹头是半圆柱形的，它可以径向地向内或向外挠曲，并具有向外的棘刺，以便能充分独立地使夹头定位而使之与因制造公差或缺陷而造成的针筒直径的变化相适应，本发明还具有对准元件，它可使锁定夹头朝针头方向移动，如下文所述，当有人试图第二次抽动柱塞来重新充填药液时，所述对准元件可添加锁定的稳定性，所述柱塞包含一个前密封件，它可以在第一次药液输送之后的对柱塞第二次抽动的过程中对咬合的棘刺施加一均匀分布的力，以便顺畅地工作。
根据本发明的较佳实施例，在相邻的棘齿之间设置了一间隙，这个间隙允许将柱塞部分地抽出或抽动，在抽动之后，柱塞将药液抽人注射器，固定在注射器针筒内的弹簧锁定夹头可径向挠曲而越过棘齿圆柱形柱塞的一个或多个齿，由于夹头可以径向地打开并且只是近似半圆柱形的，所以夹头可适应柱塞各齿的不同直径，在柱塞和活塞向前的相关运动而输送流体的过程中，夹头径向地挠曲。夹头由柱塞带动而相对于针筒向前移动，在注射之后，柱塞位于其最靠前的位置，由于夹头的棘刺已经嵌入塑料针筒壁，所以夹头可以防止柱塞被第二次向后抽动，任何想克服这种摩擦的企图将导致柱塞杆断裂，因为在柱塞的某些预定位置上的横截面积缩小，使其抗拉强度小于克服嵌入针筒内壁的棘刺的摩擦阻力所需的力，在另一些实施例中，可以为柱塞设置一个第二或更小的截面，以进一步地避免注射器被重复使用。
在一个变化型实施例中，可以在一单个柱塞上的相邻齿之间设置多个间隙，这样就允许在进行有选择抽动的情况下，对注射器使用固定的次数。
本发明的一个目的在于，提供一种能通过模制或组装方法来制造的设计，其生产成本可与现存的抛弃型塑料注射器相媲美。
本发明的一个目的在于，实现注射器的平滑操作，珠状的棘齿可提供平滑的操作，并提供在比工业标准的最大要求小的针筒内的柱塞回抽力，本发明的一个目的在于，提供一种不会堵塞，特别适用于小容积注射器的一次性使用注射器。
本发明的又一目的在于，提供一种柱塞和弹簧锁定夹头，其中，允许锁定功能定位和驱动的机构是由于围绕柱塞并在注射器针筒内的锁定元件的径向挠曲而造成的。
本发明的又一目的在于，提供一种具有柔性锁定点或接触点的弹簧锁定夹头，所述锁定点能独立地与针筒壁相互作用，并允许针筒直径有变化。
本发明的又一目的在于，提供一种注射器，试图对其重复使用的行为将导致注射器不能操作。
本发明的又一目的在于，提供一种二级安全保险机构，即，具有防乱用功能的互补装置。
本发明的又一目的在于，提供一种具有上述注射器特征的、能精确地输送只有0.1cc药液的注射器。
本发明的一个目的在于，在一单个注射器内设置上述特征，该注射器可将具有可变的预定最大容积的流体抽入其中。
本发明的一个目的在于，利用已经被官方和政府法规批准的材料来实现上述希望的目标。
本发明的一个目的在于，对注射器加以改进，以使被针头意外刺伤的可能性减至最小。
本发明的一个目的在于，提供一种一次性使用的注射器，它可以在被药液充满之前，以相同的或不同的量抽取一次或多次。
本发明还有一个目的在于，提供多重锁定机构，以确保用各种方法都不能重新使用注射器，并阻止接触锁定机构。
本发明的一个目的在于，在某一给定针筒直径的情况下，允许可变的流体量和选定的多次使用都是可行的。
通过下面接合附图对本发明较佳实施例所作的描述，可以更清楚地了解本发明的目的、特征和优点。
附图简要说明附图说明
图1是本发明注射器部分的立体侧视图，其中的弹簧锁定夹头像刚从生产厂家出售时的那样位于其初始位置，即悬挂在带棘齿的柱塞杆上，该附图所示的本发明注射器是构造成能让使用者先抽满药液，随后再分配这些药液，从注射器伸出的针头具有传统的结构。
图2是本发明注射器的立体侧视图，该注射器处于充满药液之后准备分配的位置；图3是本发明注射器在药液输送之后的立体图，示出了弹簧锁定夹头在针筒最前端或末端并由柱塞的一个棘齿所携带的状态；图4是一立体图，示出了由于试图第二次移动柱塞的近端而造成的柱塞分离的状态；图5是根据本发明一实施例的柱塞的立体图，其中没有示出活塞元件；图5a是柱塞机构的弹性活塞元件的立体图；图6是根据第二实施例的柱塞的侧视平面图，这种结构包含两个在棘齿之间面积缩小而形成的间隙；图7是根据第三实施例的柱塞的侧视图，该柱塞具有一个单一缩小面积的间隙以及一个加大的横截面积，用以防止乱用；图8是根据第四实施例的柱塞的侧视图，该柱塞包括三个缩小的区域，其中之一紧靠拇指接触圆盘；图9是一个弹簧锁定夹头在形成为用来放入和用于注射器针筒的弯曲立体形状之前的俯视图，图10是弹簧锁定夹头成形之后的立体图；图11是沿图3中的线11-11剖取的剖视图；图12是针筒、柱塞和柱塞的拇指接触圆盘部分的另一实施例的侧剖视图；图13是本发明较佳实施例的平面图，其中，在柱塞杆上有珠状的棘齿和介于棘齿之间的抽动间隙，该一次性使用注射器处于其初始阶段，也就是在进行抽取和对吸入的药液进行分配之前；图14是类似于图13的平面图，其中，柱塞被部分地抽出，也就是向近端方向移动，以便对药液进行第一次抽取；图15是类似于图13和14的平面图，其中，柱塞被完全抽出，也就是说，弹簧锁定夹头已经越过珠状棘齿，并且弹簧锁定夹头的凸出的棘齿已嵌入针筒的内壁。这样就可以防止锁定夹头和柱塞被进一步地抽出；在这个阶段，药液完全被吸人针筒，装置准备分配药液。
图16是类似于图13-15的平面图，其中，柱塞处于完全伸人的状态，也就是处于药液分配之后的最末端位置，这时，借助与棘齿底部的协作，弹簧锁定夹头已经与柱塞一起移动至末端。由于弹簧夹头的棘刺已嵌入针筒侧壁，所以可阻止对柱塞进行进一步地抽动。
图17是类似于图13-16的平面图，其中示出了当柱塞已经完全移动到末端以对针筒内的全部药液进行第一次分配之后，试图第二次抽回柱塞之后所呈现的状态，由于抽动柱塞的力大于柱塞的抗拉强度，所以图中的柱塞已经分断，往回抽柱塞的力不能克服嵌入针筒侧壁的弹簧锁定夹头的力，因而柱塞杆在断裂平面处断开。
图18是类似于图13的平面图，它示出了本发明的另一个实施例，其中，柱塞具有珠状的棘齿，在两个棘齿之间具有两个抽动间隙，以便在注射器的两个药液注射行程之间进行抽动，也就是说，该注射器可以提供两部分药剂，每一部分药剂都可以通过一抽取循环来抽取。图中所示的注射器处于其初始阶段，也就是在进行第一次抽取以及在将柱塞部分抽出之前的状态；图19是类似于图18的平面图，其中柱塞被部分地抽出以便将药液吸入针筒，并且处于一种在针筒内吸满用于分配的药液之前的状态；图20是类似于图18和19的平面图，其中柱塞被抽出，弹簧锁定夹头已越过第一珠状棘齿的表面，在这个位置上，药液被吸入针筒，第一部分药剂处在一种准备分配的状态；图21是类似于图18-20的平面图，其中，柱塞已被第一次推到末端，从而分配被吸人针筒的所有药液，图中所示的弹簧锁定夹头随着柱塞的移动而到达柱塞杆的中段，该注射器准备进行第二次抽取和药液分配。
图22是类似于图19的平面图，示出了柱塞杆被第二次抽出，以便将第二剂量的药液吸人针筒，柱塞的进一步移动使得弹簧锁定夹头越过棘齿；图23是类似于图18-22的平面图，示出了柱塞杆移动至末端位置而分配药液的状态，图中所示的弹簧锁定夹头随着柱塞杆一起移动；图24是类似于图18-23的平面图，其中，柱塞杆已完全移动至末端位置，从而将所有的药液都分配完毕，并使弹簧锁定夹头移动至最末端位置；图25是类似于图18-24的平面图，示出了由于试图将柱塞再次抽出面造成的柱塞杆断开的状态。这个试图抽出柱塞杆的力超过了柱塞杆的结构强度，因而使其在断裂平面处断开，弹簧锁定夹头的咬合力大于柱塞杆的抗拉强度，图26-33示出了柱塞杆的另一些实施例，其中棘齿的数量和位置以及抽动间隙的数量、位置和长度都有所变化。
对附图和较佳实施例的详细描述从各附图中清楚可见，本发明的注射器10包括一主圆筒体12，以及容纳并包含在圆筒体12内的一可滑动的柱塞元件14，用于针筒体的较佳材料是医用等级的透明聚丙烯，这种材料是对大多数药品而言是不溶解和不起反应的，并且已经获得FDA批准，较佳的柱塞材料是医用等级的聚丙烯，但是这种聚丙烯内结合有合适的添加剂以使树脂脆化。
一针头15以传统的方式连接在注射器10的末端，当然，该注射器可以是与针头分开出售的，有关针头结构的细节及其连接于注射器的方法对理解本发明而言并不是必须的，针头15固定于圆筒体12的末端18，为描述方便，将圆筒体12的朝着其末端和针头的那一个端部称作末端，并将朝着该端部的方向和行程称作末端方向，注射器的另一端，也就是柱塞元件14的具有拇指接触圆盘20和手指夹持部26的那一端被称作近端，朝着该端部的方向或行程称作近端方向，从各附图中可以看出，拇指接触圆盘20固定于柱塞元件14的近端，它可便于将柱塞元件14相对于圆筒体12抽出或者说是向近端移动，以及进行药液分配或者说是将柱塞元件14朝着圆筒体12的末端18移动，朝近端的行程可抽取药液，随后通过针头将药液吸人注射器的针筒或空腔，而朝末端的行程可通过末端18和针头15来分配容纳在针筒内的药液，药液借助弹性活塞抵住针筒内侧壁17的作用而从圆筒体或针筒内分配出来。
拇指接触圆盘20固定于柱塞元件14的杆段22，在图8所示的实施例中，杆段22局部呈截头圆锥形，并在断裂平面24处具有缩小的直径，如图8所示，杆段22的小直径端形成了拇指接触圆盘20的底部，在注射器使用之后，可将拇指接触圆盘相对于断裂平面弯折，直到将圆盘断开或分离，在使用后将拇指接触圆盘20去除可以使注射器的再次使用变得困难，将圆盘20去除不仅可以防止注射器被再用，而且还可以作为一种方便而且紧凑的盘存控制手段。
请重新参见图1-4，在圆筒体12的近端设置了一个手指夹持部或手指支承平面26。它可以为柱塞元件14相对于圆筒体12的往复运动提供一个便利的手指支承面，并且在使用过程中为使用者的手指提供一个支靠面。
柱塞元件14基本上是杆状的，截头圆锥形的棘齿28延伸并覆盖在柱塞元件14的一段长度上，从各附图中清楚可见，每个棘齿30包括一向外(从近端向末端)倾斜的凸轮面或斜面31，并且这些棘齿是模制成这样，即，相邻的棘齿具有一底面或共平面32，在该平面上具有一较大的直径D1(就相对位于上方的齿而言)和一较小的直径D2(就相对位于下方的齿而言)。
在图13-32所示的实施例中，平直的斜面31被外凸面代替，在这种方式下，棘齿的外表面是珠状的，并且可以为弹簧锁定夹头的凸轮运动(在柱塞向近端移动的过程中)以及为锁定夹头随柱塞一起向末端的移动提供一个平滑的表面。每个珠状棘齿在齿的中段具有一个大直径，这个直径等于图1所示截头圆锥形棘齿的直径D1。棘齿的珠形状使柱塞在回抽过程中能平滑地动作，还有，柱塞的回抽力被大大减小，并且几乎与不采用弹簧锁定夹头的情况相同，在图7所示的实施例中，一柱塞密封件34直接在棘齿末端的上方围绕柱塞元件14。柱塞密封件34可以和柱塞一体模制或成形，或者它可以是一个单独的弹性构件，柱塞密封件34(或者图1所示的杆段22)与针筒的紧密配合可以限制触及弹簧锁定夹头，并使装置具有防乱弄功能，密封件34(和/或杆段22)与针筒内壁17之间的紧公差可用小间隙41来表示，柱塞密封件34或杆段22的外径大于棘齿的直径D1，在图7所示的实施例中，柱塞密封件34的直径只是略微小于针筒的内侧壁17。柱塞密封件可以在注射器的外侧和棘齿之间提供一个阻挡，从而使异物不能进入柱塞密封件34和圆筒体12的内侧壁17之间，因此，柱塞密封件34或杆段22可以作为一能防止未经允许地触及弹簧锁定夹头40的密封装置，从而使注射器在正常使用时不会损坏，在一变化型实施例中，柱塞密封件34是橡胶的，并与内侧壁17的内径部分实际接触，而且至少部分地被其压缩。
柱塞元件14的末端包括一活塞或流体推动密封件44，活塞最好是由橡胶类的、可以被部分压缩的材料制成，较佳的是，活塞是用已获医药批准的合成橡胶制成，在此，活塞44可以是与柱塞一体模制或成形的，或者是一个单独的橡胶构件。如图5、5a和6-8所示，活塞可以通过一盲孔连接于柱塞的末端，如图7所示，盲孔被强制地安装到一个截头圆锥形凸起上，这样就把橡胶活塞固定于柱塞，当活塞44受到针筒侧壁17的径向压缩时，其直径基本上等于内壁17，并且其与内壁之间可以实现滑动密封接触，当柱塞元件14在圆筒体12内往复运动时，将所有流体(位于活塞末端一侧)推送至末端18，进而至针头15，密封件44还能防止药液或流体进人其上方(或近端一侧)，当然，活塞44是与柱塞元件14一起移动，并与之机械地固定。
靠近活塞44近端的是一个加大的柱塞密封段52，它与柱塞密封件34或杆段22相类似，可以提供一种防止未经允许地触及棘齿28和弹簧锁定夹头40的安全密封，它还能防止例如纸夹或刀尖等进入活塞的近端空间内，杆段52的直径大约等于圆筒体12的内侧壁的直径。
从图9、10和11中可以更清楚地看到锁定弹簧40，在该较佳实施例中，当弹簧成形时，其基本的结构是一个中空的六边形，其中的一侧敞开，整个形状可以是半圆柱形的，并且围绕柱塞有大约200°，较佳的是，该弹簧是用一弹性金属薄片，最好是具有一定厚度的单片不锈钢形成的，材料必须是弹性的，以便可以由制造者将其扩开而围绕安置到特定的棘齿30上，在被安置到柱塞元件上之后，锁定弹簧40恢复其原始尺寸和结构，弹簧的弹性还允许弹簧锁定夹头40在围绕柱塞元件固定并接纳在针筒内之后沿径向向内和向外挠曲。通过暂时地扩开前壁70和72而将敞开端压套到一个棘齿上，就可以把锁定夹头安装到柱塞杆上，在最初的安置之后，弹簧元件就变得不能从柱塞上脱开了，因为与柱塞棘齿(无论是截头圆锥形的还是珠形的)的直径D1相比，锁定夹头敞开端的尺寸是比较小的。
在一种变化形式中，由于柱塞和内侧壁17之间的有限空间被锁定夹头40占据，故锁定夹头是围绕柱塞固定的，即使当它绕柱塞的外周小于180°时也一样，弹簧锁定夹头40的尺寸是这样的，即前壁70和72的边缘之间的距离小于棘齿的直径D1，应该理解，在一个实施例中，锁定弹簧40至少围绕柱塞元件14有180°，因而它在安置完毕之后不会意外地从柱塞元件上脱落，实际上，在较佳实施例中，弹簧锁定夹头延伸了大约200°，作为一个变化型实施例，当注射器是构造成能提供0.1cc的药液时，可以将锁定夹头沿周向做得非常小，已经确定，围绕柱塞的最小限度是27°。
在本发明的一个较佳实施例中，在成形之后，弹簧锁定夹头40的高度h小于其总宽度W，在这种方式下，锁定弹簧是圆盘状的，不是细长的，因此，与细长的装置相比，由于这种弹簧只需要较少的材料并且可以用能高速生产的设备来制造，所以它制造起来更加方便和便宜，仅仅是为了描述方便起见，附图中所示的锁定夹头覆盖了大约两个棘齿(参见图1和图2)，然而，在实际制造时，希望将弹簧锁定夹头的高度做得更小，锁定夹头具有一平背部分60，以及固定于该平背部分侧边缘的两个向外延伸的侧壁62和64。前壁70、72分别从侧壁62和64的最末端边缘66和68向内延伸。背部60、侧壁62和64都是矩形结构，前壁70和72分别具有斜边71和73(参见图9)，前壁70和72的垂直前边缘74和76分开一段距离，如前所述，这一距离小于棘齿28的底部32的直径D1，在这种方式下，如上所述，在注射器的制造过程中，弹簧锁定夹头40可以向外扩开而套到某一选定的棘齿30上，随着前边缘74和76通过柱塞齿的底部32的直径D1，锁定夹头的弹性迫使其恢复原始尺寸，在这种方式下，弹簧不会从柱塞元件上意外地脱落或去除，除非是故意地对其施加机械力，如上所述，在锁定夹头延伸不超过180°的本发明变化型实施例中，即使是在配送0.1cc药剂的0.1cc的注射器中只围绕大约27°的情况下，由于针筒的内部空间被柱塞和夹头占据了很大部分，所以在将锁定夹头插入针筒之后，还是不能把它从柱塞上去除，于是，夹头就不会离开柱塞，而是被夹持在针筒的内侧壁17和柱塞之间。
一上边缘78沿背部60延伸，一凸耳80从上边缘78向上延伸，并基本位于背部60的中央，凸耳80具有一边缘82，它是构造成能接触棘齿底部32的外边缘，凸耳80与背部60共面，与柱塞棘齿接触的凸耳可防止夹头在柱塞运动的过程中在柱塞上摇动，并且确保夹头和柱塞的对准，该凸耳可防止阻塞，并有利于稳定。
向内的近端凸轮齿83和85分别从前壁70和73向上延伸，当把锁定夹头40安置到柱塞上时，它悬挂在选定的棘齿上(重复一下，棘齿可以是截头圆锥形的或珠状的)。在一输送行程的过程中，向内的斜凸轮齿迫使夹头朝末端移动。更具体地说，它们与悬挂了夹头的棘齿的底部32接触，随着柱塞向末端移动，夹头被推向末端。间隙91和93(参见图9)是挠度控制间隙，它们可以改变凸轮齿的挠度。边缘87和89最初是靠在棘齿的斜面31上，或者是在棘齿为珠状的实施例中靠在平滑的珠状壁上，当柱塞向末端移动时，上边缘87和89将靠在棘齿底部的下方，因而柱塞朝末端的移动可以携带着夹头一起移动，另外，由于齿83和85的弹性可以使夹头径向地挠曲，从而当弹簧锁定夹头借助嵌设在针筒内壁17中的锁定齿84、86、88和90的作用而保持在针筒内时，随着柱塞朝近端移动，允许该两齿越过或滑过柱塞的斜面或凸面31。
由于棘齿的底部32可推动凸轮齿83和85的上边缘87和89，因而柱塞14朝末端方向的移动能迫使锁定弹簧与其一起移动，然而，由于凸轮齿将越过或滑过斜面或凸面31，因而锁定夹头40的弹性可允许柱塞相对于其固定位置朝近端移动，锁定齿84、86、88和90从侧壁62和64的上边缘向近端并向外延伸，锁定齿84和86从侧壁62延伸，而锁定齿88和90从侧壁64延伸，定位部分95和97上携带着定位和嵌设齿84、86、88和90，并有助于加强这些齿的作用。挠度控制间隙99和101可控制定位部分95和97的挠度，各锁定齿是三角形的，并终止在接触点105、107、109和111处，所述接触点从侧壁62和64的外表面向外延伸，实际上，这些锁定点与圆筒体12的内侧壁17接触，它们抵靠着该侧壁。接触点的硬度大于圆筒体12的内侧壁17的硬度，因此，当借助柱塞向近端方向的移动而试图移动锁定弹簧时，这些接触点可以咬入或嵌入圆筒体的内侧壁表面，弹簧锁定夹头沿径向向外的弹性可将接触点嵌入侧壁17。当试图进行所述朝近端的移动时，接触点可防止锁定夹头向近端移动，然而，在柱塞朝末端方向移动的过程中，由于接触点具有沿径向向内的挠性并且可以在内侧壁17上滑动，所以这时锁定夹头可以向末端移动，该装置的弹性使进行上述的径向挠曲运动成为可能。接触点105或107以及109或111之间的距离可以小于圆筒体12的内壁直径，但由于接触点相对于侧壁62和64的外表面向外伸展，故希望所有的接触点105、107、109和111都与圆筒体12的内侧壁17接触，利用多个接触点可以确保锁定夹头的嵌设固定，即使它们与针筒的内侧壁之间有容许的不平度时也行。
一个半圆形的凸耳110从背部60的末端延伸，凸耳110与凸耳80平衡，可以进一步地防止夹头在柱塞移动过程中的堵塞，该凸耳可以在边缘112处或围绕边缘22向柱塞延伸(即径向向内地弯折)，凸耳110可以使柱塞和夹头平滑地朝末端移动，不会刮擦针筒的内壁，当柱塞完全移动至末端时，凸耳110实际上被压制在柱塞密封件52和侧壁17之间，进一步地将夹头锁定在末端位置上。
该装置的结构、制作和使用方面的情况如下所述圆筒体12是以与传统医用注射器相同的方式和材料形成的，柱塞元件14及其棘齿(无论是珠状的还是截头圆锥形的)和密封件34、52最好是一个单件的塑料模制产品，在该较佳实施例中，柱塞是用一种具有脆性添加剂的塑料形成的，橡胶制的活塞44连接于柱塞。制造厂商可确定某一批量注射器的最大药剂量，制造厂商可以有这样的选择，即，或者是将注射器针筒的尺寸减小到某一最大药剂量的尺寸，或者是在一个更加标准的注射器内调整弹簧锁定夹头在柱塞杆上的位置。
在考虑最大药剂量时，可以将锁定弹簧40放到与所需的最大剂量相应的棘齿30上，可以在模制时用合适的鉴别标记来标识或铭记各个棘齿，以便于将锁定夹头40定位到与某一最大剂量相应的棘齿上，弹簧夹头的安置是通过扩开前壁70、72并将垂直边缘74和76滑过底部32而实现的，将弹簧夹头40定位在柱塞元件14的末端所提供的最大剂量小于将同一弹簧夹头40定位在其近端的情况，在安置夹头的过程中，夹头的边缘74和76机械地扩开，使两者之间的距离变得等于棘齿底部32的直径D1，这是通过弹簧夹头的径向弹力而实现的，夹头可以滑动到柱塞上，夹头不能牢固地保持在柱塞上，凸轮齿83和85与斜面或凸面31接触，从而将锁定夹头悬挂在一个棘齿上。
当弹簧夹头的前边缘通过柱塞元件棘齿的直径D1之后，弹簧锁定夹头的弹力迫使边缘74和76恢复其原始尺寸，在这种方式下，应该理解，对本技术领域的熟练人员而言，锁定夹头40是围绕柱塞元件定位的，因而如果不重新施加力将边缘74和76扩开，就不能轻易地将夹头去除，锁定夹头以大于180°的结构，借助靠在棘齿斜面31上的凸轮齿83和85而保持在柱塞上，锁定夹头不能抓住一棘齿，但是可以松弛地保持在棘齿的斜面或凸面上，如上所述，齿83和85的边缘87和89向内凸伸或弯折足够的距离，使得它们可以抵靠并接触某一棘齿的斜面或凸面31。
锁定夹头40不能相对于柱塞元件14朝近端移动，因为这样的相对移动会受到凸轮齿的上边缘87和89与相邻的上一个棘齿的底部之间机械作用的阻碍。当锁定夹头处在所需位置上时，制造者可将柱塞元件14和锁定夹头40固定到圆筒体或针筒内，从而完成装配，弹簧的弹性可允许将柱塞和夹头插入到针筒内，随后可以对该制品进行包装，并送至最终的用户。
在图13-33所示的实施例中，在注射器柱塞的圆盘状拇指接触元件和一棘齿之间，或者在两个截头圆锥形或珠状棘齿之间设置了一个抽动间隙114，抽动间隙的长度可以由制造者来确定。抽动间隙114可允许柱塞往复移动，也就是朝近端和往后移动，不会在柱塞朝末端移动的过程中使锁定夹头移动，只要锁定夹头处在抽动间隙内，即使柱塞向近端和末端移动多次，锁定夹头也不会移动。当把锁定夹头移动到使其滑动到至少是紧靠末端的棘齿上那样的程度时，锁定夹头只能起到“一次性使用”的功能，随后，如图15和16所示，柱塞朝末端的移动使锁定夹头移动。
在图1-12所示的实施例中，是将针头15插入针剂瓶内，并使拇指接触圆盘20相对于手指抓持部26向近端移动，在柱塞被回抽或朝近端移动的过程中，锁定夹头40在针筒内保持固定，这是因为锁定弹簧沿径向向外的挠曲使齿嵌人侧壁，柱塞可以朝近端移动，直到密封件52的上边缘与锁定夹头40的下边缘112接触，一旦发生这种接触，由于锁定齿84、86、88和90的接触点105、107、109和111机械地嵌入圆筒体12的内侧壁17，所以柱塞元件14不会进一步地朝近端移动。
本技术领域的普通技术人员应该理解，当柱塞元件14朝近端移动时，锁定夹头40不能移动，各接触点可以防止锁定夹头朝近端的移动，锁定夹头进而是锁定齿84、86、88和90相对于柱塞的初始位置可以确定柱塞在针筒内作相对运动的最大的量，进而确定该注射器可以注射的最大剂量，在柱塞向近端移动的过程中，锁定夹头的凸耳80和凸耳110滑过或越过棘齿的边缘，它们可共同维持对准，并防止装置阻塞，随着柱塞元件14被抽出或相对于圆筒体12朝近端移动，弹簧锁定夹头40的齿的径向弹性使得边缘87和89滑过每个棘齿30的斜面或珠状表面31，由于锁定夹头是借助接触点105、107、109和111与圆筒体12的内圆柱表面17的相互作用而维持其在圆筒体12内的相对位置，所以可将柱塞元件14完全抽出，直至密封杆段52与锁定夹头40的下边缘112接触，然而，当发生上述动作时，由于柱塞朝近端的进一步移动只会使各接触点进一步地嵌入圆筒体12的内侧壁17，所以能机械地防止柱塞元件14向近端的进一步移动，因此，可以限制柱塞元件相对于圆筒体的运动。
在药液包含于圆筒体12内具体地说是包含在柱塞44(或图13中的109)和圆筒体12的末端18之间的情况下，使用者就可以根据需要通过针头15来分配药液，将针头刺入病人的皮肤，接着，使用者对拇指接触圆盘20施压，使柱塞元件14朝末端移动，从而将活塞44推向末端，借以通过末端18和针头15来分配药液，由于凸轮齿83和85的上边缘87和89借助与上面的棘齿底部32的接触而被推向末端，锁定夹头40将会随着柱塞元件14为分配药液朝末端的移动而在针筒内沿径向向内挠曲并滑动至末端，各接触点只能防止锁定弹簧向近端的移动；由于接触点可以沿内侧壁滑动，并且锁定夹头具有固有的弹性，所以可允许向末端移动。
当把所有的药液从注射器分配完毕之后，柱塞44上方的密封件52将抵靠在锁定夹头的下边缘112上。这可以如图16的抽取实施例所示，柱塞元件14相对于圆筒体12的第二次往复运动会受到机械地阻碍，这是因为当试图使柱塞第二次朝近端移动时，靠近密封件52的锁定夹头40(图13-16中的106)会嵌入到侧壁17内，借助嵌入圆筒体12内侧壁17的接触点105、107、109和111，就可以防止柱塞第二次朝近端移动，因此，应该清楚，试图将药液或药剂抽入注射器10的第二次往复运动受到机械地阻止，因为柱塞元件14不能相对于圆筒体12第二次朝近端移动，为了进一步地使注射器10不能用于下一个病人，如果需要，使用者可以沿着断裂平面24对拇指接触圆盘20加以弯折和扭曲，直至其断开，在没有拇指接触圆盘20固定于柱塞元件14的情况下，即使某个人能令弹簧锁定机构失效，要使柱塞作双向的往复运动也是非常困难的，而且，现在拇指接触圆盘20可以充当一个限制注射器分配的装置，例如，可以收集一定数量的这类圆盘，将其交还制造商或零售商以换取相同数量的新的注射器，对盘存和核查的控制更加方便，因为借助扁平圆盘来进行监控比借助体积大得多的注射器来进行要容易得多。
在本发明的一个变化型实施例中(参见图12)，拇指接触圆盘上设置了一个倾斜的拇指部分120和一个倾斜的圆盘状外壁部分122，该两部分构成了一个用于柱塞的雄燕尾状结构，靠近手指抓持部26的圆筒体12的近端部分设有一向内的环形边缘130，它终止在一锁定唇132处，边缘和唇部一起构成了一个用于针筒的环形雌燕尾状结构，因此，当拇指接触圆盘20完全移动至末端时，斜外壁122滑动，直至锁定唇132搭接到第二环形圆盘部分122上，从而可防止柱塞相对于圆筒体12的作进一步地近端或末端移动，因此，本技术领域的普通技术人员应该理解和清楚的是，边缘130在锁定唇132点上的最小直径小于边缘表面134的最大直径，尽管针筒的弹性及其在近端处的分开可允许边缘130滑过边缘134，直到由锁定唇132保持。
在本发明的另一个实施例中，设置了一个可阻止锁定机构被乱弄的机构，在柱塞第一次向末端移动之后，锁定夹头嵌入在靠近密封件52的注射器侧壁中，克服锁定夹头与针筒的嵌合所需要的力大于柱塞的抗拉强度，因而试图第二次朝近端移动将导致柱塞沿其长度方向机械地分离，这一分离最好是刚好发生在锁定夹头的上方(参见图4和17)，为了在这个位置上分断，可以将密封杆段52上方的柱塞直径缩小，在该较佳实施例中，柱塞的小直径部分是定位成能使断裂刚好发生在夹头的近端表面上方，如图6、7和8所示，可以设置两个或多个小截面区域114和116，以作为柱塞移动时可以断裂的几个可能区域。
由图11清楚可见，锁定夹头的径向弹力和强度实际上迫使柱塞偏离针筒的轴线。因此，在直径和体积非常小的注射器中，可以设置一个仍旧可以阻止重复使用的锁定夹头，在柱塞和针筒侧壁之间，在针筒的所有截面上都只需一个单一厚度的金属，在一个变化型实施例中，由于夹头不是对称地，而是非对称地作用于柱塞周围，所以可将锁定夹头制作成围绕柱塞360°中的27°，在这种方式下，可以凭借一个能锁定不可再用状态的机构而获得一个非常小容量的注射器，锁定齿的矢量力将推动柱塞偏离。
图18是与图13类似的平面图，示出了本发明的另一个实施例，其中截头圆锥形的棘齿已被珠状棘齿所代替，在柱塞上设置了两个抽动间隙120和122，有一单个棘齿介于其间，间隙的末端由一棘齿限定，在间隙处的柱塞杆直径小于夹头的内径，因而它们可以很方便地往复运动而不会使夹头移动，这两个抽动间隙可允许在注射器的两个药液吸入行程的每一吸入行程之前进行抽动，也就是说，注射器可以供给两部分药剂，每一部分药剂都在一抽吸循环之后，图18所示的注射器处于其初始阶段，也就是说，在第一次抽吸循环之前，或在柱塞被部分抽出之前。
图19是类似于图18的平面图，其中的柱塞被第一次部分地抽出以进行抽吸，并随后被抽出以将需分配的注射液充满针筒，柱塞杆可以往复运动，直到使用者有意将柱塞杆抽出到这样一个程度，即，使锁定夹头越过第一棘齿130，在这个近端行程中，必须将药液吸人针筒，只要锁定夹头位于棘齿之间，也就是在抽动间隙上，柱塞就可以向近端和末端移动一次或多次，一旦将柱塞杆向近端拉出而使锁定夹头越过棘齿130，柱塞杆向末端的移动就可以分配药液，并使锁定夹头朝末端移动，图20是类似于图18的平面图，其中的柱塞已被抽出到这样的程度，即，锁定夹头已经越过了作为抽动间隙122末端的第一棘齿，在这个位置上，药液已抽人了针筒，图21是类似于图18的平面图，其中，柱塞被完全推向末端，第一次分配所有被吸人针筒的药液，图中所示的弹簧锁定夹已经是向注射器的末端移动，因为它在这个方向上随着柱塞的移动而移动，如图所示，弹簧锁定夹头已经移动到注射器末端和近端之间的一个中间位置上。
图22是类似于图18的平面图，其中，柱塞杆已经被第二次抽出以便进行抽吸，以便随之将药液装入针筒。同样地，在弹簧锁定夹头不移动的情况下，柱塞杆可以向近端和末端移动到这样的程度，即，使夹头处在间隙120上，并且不与棘齿的底部接触，图23是类似于图18的平面图，其中，柱塞杆是处在一个向末端方向移动以分配药液的位置上，图中所示的弹簧锁定夹头随着柱塞杆一起移动。这是因为该夹头已经与棘齿132接触，更具体地说，夹头的棘齿配合部在棘齿132底部的下方，柱塞杆向末端的移动可带动夹头一起移动，图24是类似于图21的平面图，其中，柱塞杆已完全移动至其末端位置，分配了所有药液，并使弹簧锁定夹头完全移动至其末端位置，由于弹簧锁定夹头的棘刺嵌入注射器针筒的内壁，所以可防止将柱塞进一步地往回抽。
图25是类似于图17的平面图，其中，由于试图再次抽回柱塞而导致柱塞杆断裂，这个试图抽回的力大于柱塞杆的结构强度，因而导致断裂，弹簧锁定夹头的嵌合力大于回抽力，所述断裂发生在一个断裂平面上，图26示出了一个柱塞元件，它处于在把弹簧锁定夹头定位到柱塞杆上之前以及柱塞被放到注射器针筒内之前的状态，在该柱塞元件上有两个大的抽动间隙和一个小的抽动间隙，以及药液推动活塞和密封活塞，图27示出的柱塞在其近端有一个滑管，以便于柱塞在注射器针筒内的沿轴向的滑动，这个滑管还能阻止异物进入针筒，如图所示，拇指接触圆盘的下侧有所改变，图28示出了一具有两个抽动间隙的柱塞，图29所示的柱塞具有珠状的棘齿，并只有一个抽动间隙，制造者可以将这种柱塞用于相同针筒的很宽范围的容积，这取决于使用者从哪里开始药液分配，即夹头沿各棘齿的位置，图30示出了柱塞的一个实施例，它具有三个大的抽动间隙和一个小的抽动间隙，这种柱塞可以用来分配四种剂量的药液，每一剂量都可以由注射器针筒在一次抽吸运动之后来接纳，图31示出了图26的柱塞在一断裂平面处断裂之后的情况，所述断裂是因为使用者在一次性的药液分配作业已经发生(以两种剂量)之后试图第二次使用该注射器并且回抽力大于柱塞的结构强度而造成的，然而，在这种情况下，弹簧锁定夹头与针筒内侧壁的嵌合力超过了柱塞杆的强度，图32也示出了图26所示之柱塞的断裂平面或断裂点，在柱塞上可以设置一个或多个断裂点，以进一步确保注射器不能被重复使用，如果使用者在第一次的完全使用发生之后试图抽回柱塞并且回抽力超过了柱塞的结构强度，那么柱塞就会在断裂点处发生断裂，图33示出了根据另一个实施例的柱塞杆，其上设置了三个棘齿。
上面已详细描述了一次性使用的皮下注射针头和注射器组件的若干个实施例。虽然本发明是结合特定的实施例来进行描述的，但是这仅仅是描述性的，并不对本发明构成限制，熟悉本技术领域的人员应该可以在不偏离本发明的精神和范围的情况下作出各种变形和应用。
1．一种一次性使用的注射器，包括一个具有圆柱面内侧壁的中空针筒，一针头位于所述针筒的末端，针筒的近端与所述针筒的所述针头端相对；一个基本呈圆柱形的柱塞杆，它具有一位于所述针筒内的纵轴线，所述柱塞杆在针筒内轴向地移动，以便从所述针头端将流体抽人所述针筒和排出针筒，所述柱塞杆具有至少一个棘齿，并从所述针筒的近端伸出，在柱塞杆的末端具有一密封活塞，所述柱塞杆在所述针筒的所述针头端附近还具有一抽动间隙，它包括相对于每一棘齿、靠近每一棘齿而言的一段直径缩小的、光滑表面的柱塞杆；安装在柱塞杆上的一个具有径向弹性且具有敞开壁的弹簧夹头，所述弹簧夹头具有棘齿配合装置以及至少一个具有一接触点且向外的锁定齿，所述棘齿配合装置与所述柱塞杆机械地接触，所述接触点与所述侧壁摩擦接触；当所述弹簧夹头位于所述柱塞杆的所述抽动间隙内时，所述柱塞杆可以自由地往复移动，当所述柱塞杆移动时，所述锁定弹簧夹头可以借助所述接触点与所述侧壁的摩擦结合而在所述针筒内定位保持，所述柱塞杆朝近端的移动会使所述棘齿配合装置与所述弹簧锁定夹头协作，导致所述柱塞杆的棘齿配合装置使所述弹簧锁定夹头与柱塞杆一起向末端方向移动；借助所述柱塞向近端的移动，所述弹簧锁定夹头和柱塞杆可允许将一定容积的药液装入所述针筒，所述容积是由所述弹簧锁定夹头在所述柱塞杆上的位置而限定的，在所述弹簧锁定夹头与所述棘齿配合之后，所述柱塞杆朝末端的移动可把所述药液排出，并使所述弹簧锁定夹头在所述针筒内移动，借助所述接触点与所述圆柱面内侧壁之间的摩擦结合，可以防止所述柱塞杆的沿针筒的作全长移动。
2．如权利要求1所述的一次性使用的注射器，其特征在于，所述柱塞杆棘齿配合装置包括向内的接触元件。
3．如权利要求1所述的一次性使用的注射器，其特征在于，所述弹簧锁定夹头围绕所述柱塞杆延伸的角度是在大约180°至360°之间。
4．如权利要求1所述的一次性使用的注射器，其特征在于，所述弹簧锁定夹头围绕所述柱塞杆延伸的角度小于大约180°。
5．如权利要求1所述的一次性使用的注射器，其特征在于，所述弹簧锁定夹头围绕所述柱塞杆延伸的角度是在大约27°至180°之间。
6如权利要求1所述的一次性使用的注射器，其特征在于，所述针筒的药液容量是由所述弹簧锁定夹头在所述柱塞杆上的初始位置来限定的，可以只有大约0.1cc。
7．如权利要求1所述的一次性使用的注射器，其特征在于，在柱塞杆的移动过程中，所述弹簧锁定夹头使所述柱塞杆轴向地偏离所述中空针筒的轴线。
8．如权利要求1所述的一次性使用的注射器，其特征在于，每个所述棘齿都是截头圆锥形的。
9．如权利要求1所述的一次性使用的注射器，其特征在于，每个所述棘齿都是珠状的。
10．如权利要求1所述的一次性使用的注射器，其特征在于，在所述柱塞杆的末端和近端设置了密封装置，以便提供一个无菌的药液腔室，并防止未经允许地接触所述弹簧锁定夹头。
11．如权利要求1所述的一次性使用的注射器，其特征在于，在所述柱塞杆上设有至少一个断裂平面，其抗拉强度小于所述弹簧锁定夹头与所述针筒的所述侧壁之间的摩擦力。
12．如权利要求1所述的一次性使用的注射器，其特征在于，在所述柱塞杆上设置了两个或更多个沿轴向间隔的抽动间隙，在每一个所述抽动间隙的末端设置了至少一个棘齿。
13．如权利要求1所述的一次性使用的注射器，其特征在于，随着所述柱塞杆向近端移动，所述棘齿配合装置径向向外地挠曲并越过所述棘齿的表面。
14．如权利要求1所述的一次性使用的注射器，其特征在于，当所述柱塞杆向末端移动时，配合在一棘齿底部的所述棘齿配合装置将会与所述柱塞杆一起移动。
15．如权利要求1所述的一次性使用的注射器，其特征在于，所述抽动间隙包括一段柱塞杆，其直径小于每一个所述棘齿。
16．如权利要求1所述的一次性使用的注射器，其特征在于，在所述柱塞杆上设置了两个或更多个抽动间隙，每个所述间隙均位于所述柱塞杆的相邻棘齿之间。
17．如权利要求16所述的一次性使用的注射器，其特征在于，所述抽动间隙是不等长的。
18．如权利要求1所述的一次性使用的注射器，其特征在于，当所述柱塞杆朝近端的移动达到能使所述弹簧锁定夹头机械地联系于所述柱塞杆的棘齿的程度时，可使所述抽动间隙失效。
19．如权利要求16所述的一次性使用的注射器，其特征在于，当所述柱塞杆每一次朝近端的移动达到能使所述弹簧锁定夹头机械地联系于所述柱塞杆的与所述抽动间隙相邻的一棘齿时，可使所述各抽动间隙次第失效。
本发明涉及一种一次性使用的注射器(10),它具有一杆状柱塞(14)以及多个截头圆锥形或珠状的棘齿(28)。在柱塞的棘齿部分上悬挂了一个沿径向具有弹性的弹簧锁定夹头(40)。夹头的位置可确定该注射器可以注射的最大药剂量。在柱塞杆上可以设置抽动间隙(114),以允许在装入和分配药液之前进行有选择的抽动。使用时,柱塞相对于针筒(12)的第一次抽动可将药液吸入针筒空腔,因为锁定弹簧夹头的凸轮齿(83)可借助径向的挠性而在棘齿的表面上滑动,借助嵌入在针筒内侧壁上的向外的接触点,可以保持锁定弹簧沿针筒的相对位置。
文档编号A61M5/315GK180356
公开日日 申请日期日 优先权日日
发明者J·舍恩菲尔德, D·肖恩菲尔德 申请人:犹尼韦克股份有限公司