Mechanical counter of the metering device

【発明の詳細な説明】 計量装置の機械式カウンタ本発明は、粉末物質、液体物質又はガス状物質用計量装置の機械式カウンタ及びこのようなカウンタを備えた計量装置に関する。 本発明の装置は、特に、装置を付勢すると相対回転される２つの同心状に配置されたハウジング部分を有している。 物質の計量部分の数は、カウンタによりカウントされかつ表示される。 本発明の目的は、この種のカウンタを作動的に信頼できる態様で計量装置に最適適合させること、及びカウンタの製造を簡単化することにある。 本発明は、特に、米国特許第5,497,944 号（WO91/14468に基づく）に開示されているような定用量吸入器（metered dose inhalers:ＭＤＩ）に適用すべく開発されたものであるが、これに限定されるものではない。 これら両者の開示の全てを本願に援用する。 例えば２５〜５００μm ²の非常に小さい１つ以上の開口を備えたノズル組立体を通って放出される計量された流体に、圧力（一般には、少なくとも５０バール）が発生される。 米国特許第5,472,143 号（関連する出願WO94 /07607）には、好ましいノズル組立体が開示されている。 これら両者の開示の全てを本願に援用する。 好ましくは、ばねのようなエネルギ貯蔵手段が、例えば米国特許第4,260,082 号及び英国特許出願第2,291,135 号（両者の全開示は本願に援用する）に開示されているような回転鋸歯状クサビ構造により、手動で負荷される。 一般に、ばねを負荷位置に保持するためのラッチ機構が設けられており、 該ラッチ機構は手動で解除され、例えばピストン／シリンダ構造を用いて、計量された流体を加圧する。 シリンダを再充填するためのリザーバ及び弁構造を設けることができる。 その詳細は、PCT/EP96/04351及び関連する米国特許出願第08/7 26,219号（両者の全開示は本願に援用する）に開示されている。 計量装置は、例えば、気道疾患を治療する医療用エアロゾル療法に使用される。 このような状況では、液体薬剤又は粉末薬剤が、噴霧器を用いてエアロゾルを形成すべく霧化されるか、ガス流中に放出される。 薬剤は、計量装置内に挿入される供給容器内に収容される。 容器による供給は、数日から数カ月の間充分である。 従って、消費された薬剤の量又は依然として容器内に残っている薬剤の量を表示する必要がある。 ＰＣＴ特許公報WO93/24167は、医療用計量装置の表示装置を提供している。 この表示装置は、計量装置に関して同心に回転可能なリングを有し、該リングは、 計量装置から得られる圧力を受けて各用量の薬剤について、クサビ形駆動装置により所定角度だけ自動的に回転され、リングの小さい部分を見ることができる。 薬剤が吸入されると、表示装置が空気圧により作動される。 米国特許第4,817,822 号に開示された計量装置用表示装置は、計量装置の近くに配置されかつロック輪及びロック爪により移動されるリニアスケール又は回転可能なディスク状スケールを有する。 スケールの小さい部分のみを、窓を介して見ることができる。 ＰＣＴ特許公報WO86/05991には計量装置用表示装置が開示されている。 該表示装置はディスク状スケールを有し、該スケールは、その周囲には歯が設けられかつ螺旋状部材により回転される。 スケールの小さい部分のみを、窓を介して見ることができる。 ＰＣＴ特許公報WO92/09324には計量装置用表示装置が開示されている。 該表示装置では、ハウジング内での供給容器の軸線方向移動が、ロック爪及びウォームギアを介して回転スケールに伝達され、該スケールの小さい部分のみを、窓を介して見ることができる。 ＰＣＴ特許公報WO86/02275によれば、薬剤噴霧装置用表示装置がデジタル機械式カウンタを有し、該カウンタは、供給容器から一定用量の物質が取り出されるや否や、ハウジング内での供給容器の移動により進められる。 この装置は、数多くの部品からなる。 供給容器が変位すると空気圧又は機械的に付勢されかつ計量装置のハウジング内で圧力を受ける表示装置は、相対回転する２つのハウジング部分及び計量装置内に固定される供給容器を備えた計量装置には適していない。 従って、相対回転する２つのハウジング部分を備えた計量装置用の適当な機械式カウンタを提供する方法が探究されている。 本発明の一態様によれば、相対回転される同心状に配置された２つのハウジング部分を備えた計量装置の機械式カウンタは、少なくとも１つのスピンドルを有し、該スピンドルの軸線は計量装置の軸線に対してほぼ平行に延び、スピンドルは計量装置の外周面の領域内に配置されかつそれぞれの回転マウンティングによりスピンドルの両端部の近くで第１ハウジング部分に取り付けられている。 スピンドルは、第２ハウジング部分に最も近い端部に設けられた歯構造を有している。 第２ハウジング部分の縁部には少なくとも１つの突出部が設けられ、該突出部は、２つのハウジング部分が相対回転するときに、スピンドルの端部の歯構造と係合する。 トランスミッション組立体に良好な運転特性を与えるため、スピンドルの端部の歯構造及び突出部はインボリュート歯形にするのが好ましい。 スピンドルには、カーソルが回転できないように配置され、該カーソルに対向してスケールが配置されている。 他の態様によれば、本発明は、作動されると相対回転される同心状に配置された２つのハウジング部分を有する計量装置において、機械式カウンタを有し、該機械式カウンタは、一方のハウジング部分の外周領域に設けられたベアリング手段に取り付けられたねじスピンドルを備え、該ねじスピンドルは他方のハウジング部分が移動すると回転され、マーカ手段に対し、ねじにより移動されるカーソルを更に備え、マーカ手段に対してカーソルを移動させると計量装置の作動回数を測定するように構成された計量装置を提供する。 本発明のカウンタ及び計量装置の好ましい特徴を説明する。 両ハウジング部分は相対回転され、計量装置を付勢する。 回転移動角度は、３ ６０°の整数分の１、好ましくは３０〜３６０°である。 両ハウジング部分の相対運動は、スピンドルの一端に設けられた歯構造及び第２ハウジング部分の縁部に設けられた少なくとも１つの突出部からなるトランスミッション組立体を介して、スピンドルの回転運動及びカーソルのスライド運動に変換される。 スピンドルの回転マウンティングは、スナップ作用マウンティングの形態をなすものが好ましい。 突出形トランスミッション組立体の伝達比は、突出部の数及びピニオンの歯数により定められ、かつ計量装置の付勢に一致するスピンドルの回転数をも定める。 計量装置の各付勢に対し、スピンドルの回転数は、１／３０〜１０の範囲内で変化できる。 スピンドルのねじのピッチは、計量装置の供給容器から取り出される計量部分の数及びスピンドル上でのカーソルの移動に適合する。 スピンドルが回転されるとき、スピンドル上のカーソルは、例えば第１ハウジング部分に配置されたスケールに対して変位される。 カーソルの位置は、計量すべき物質のいかなる割合が供給容器から既に取り出され、且ついかなる割合がまだ残っているかを表示する。 スピンドルのねじの回転方向は、両ハウジング部分の相対回転方向と同方向又は反対方向のいずれかである。 カーソルは実質的に表示リングからなり、該表示リングは、ねじ部分を備えた少なくとも１つの脚と、リセット突出部を備えた少なくとも１つの他の脚とをとを備えている。 ねじ部分は、スピンドルのねじに確実にロック係合する。 カーソルはリセット突出部を介してスピンドル上で変位され、スピンドルをリセットできる。 カーソル及びハウジングの輪郭は、カーソルが、積極的なロック係合によりスピンドル上で回転しないように選択される。 例えば少なくとも１つのリセット突出部は、スピンドルと第１ハウジング部分の外周面との間のギャップを通ることができない程度まで、ねじから突出している。 突出部は、カーソルの回転固定手段として機能する。 スピンドルの他端には、該スピンドルの駆動部分に対向する関係をなして、凹部が設けられている。 弾性脚のねじ部分が凹部に到達するや否や、カーソルは変位を停止する。 凹部はカーソルに対する自由運動手段として機能し、このため、 計量装置が更に付勢され、スピンドル上でのカーソルの許容移動距離を超えた場合に、カーソルへの損傷を防止する。 計量装置及びカウンタを保護するため、第１ハウジング部分にはカバーを取り付けるのが好ましい。 カバーは、軸線方向の所定位置で着脱可能に第１ハウジング部分に連結される。 カバーは、所定位置に取り付けられた状態にあるときは、 第１ハウジング部分に対して回転することはできない。 従って、第１ハウジング部分は、これがカバーにより覆われてはいても、第２ハウジング部分に対して依然として回転できる。 カーソルに対向して配置されるスケールは、第１ハウジング部分又はカバーの内面又は外面のいずれかに設けられる。 カバーは、一部が透明であるか、透明材料で作られている。 カバーの内面には、少なくとも１つの捕捉手段を設けることができる。 この捕捉手段は、カバーが所定位置に取り付けられるとき、リセット突出部により、カーソルを、スピンドルの一端のスタート位置に押し戻す。 剛性捕捉手段の代わりに、弾性捕捉手段を設けることもできる。 この場合、カーソルのリセット突出部には剛性脚を設けることができる。 カーソルがリセットされると、カーソルは、カバーがその端位置に到達する前にスピンドルの一端の段部に当接する。 カバーはその端位置まで更に移動され、 この場合、弾性部分（すなわち、弾性脚又は弾性捕捉手段）が跳ね返され、カーソルと捕捉手段とが分離される。 従って、カーソルはそのスタート位置（スピンドルが回転されるとき、この位置からカーソルが変位される）を占める。 カウンタの特別な構成では、スピンドルの一端に設けられたピニオンが４つの歯を有し、これらの歯のうち、対向して配置された２つの歯の歯幅の方が他の２ つの歯の歯幅より大きい。 第２ハウジング部分の縁部には２つの突出部が設けられており、これらの突出部の間には、ピニオンの大きい方の歯幅の歯が回転できる大きさの凹部が設けられている。 トランスミッション組立体は、計量装置の２ 回の付勢に対するスピンドル回転数の１／２の伝達比、例えば、両ハウジング部分の３６０°の相対回転移動に対する回転数の１／２の伝達比を有することが好ましい。 計量装置を付勢するのに、例えば両ハウジング部分を１２０°相対回転させる必要がある場合には、第２ハウジング部分には、３つの突出部を（より詳しくは、互いに１２０°変位させて）設ける。 また、この場合、第２ハウジング部分の突出部を１つのみにすることができる。 この場合、計量装置の第３付勢の度毎にスピンドルが更に回転されるが、カウントは付勢の度毎に行なわれる。 歯幅が広い方の歯の歯面は、第２ハウジング部分の内周面又は外周面上に位置する。 従って、スピンドルは、歯幅が広い方の歯が両突出部間の開口内に係合するときにのみ回転される。 この回転ロック構造は、常に、スピンドルを、回転運動の開始時に与えられるスタート位置に保持する。 計量すべき物質を収容する複数の供給容器は、計量装置に連続的に取り付けて使用することができる。 計量すべき物質が例えば薬剤であるときは、衛生上の理由から、再使用可能な計量装置による計量部分の許容回数を制限する必要がある。 この場合には、計量装置により既に放出された計量部分の全数又は未だ利用できる計量部分の全数を更にカウントしかつ表示する必要がある。 このような装置の第１実施形態では、駆動側とは反対側のスピンドルの端部にギアが設けられている。 第１ハウジング部分の対応する端部には、好ましくはフランジを備えた同心状のリングギアが設けられている。 該リングギアは第１ハウジング部分に対して回転可能に取り付けられており、該リングギアにギアが係合する。 スピンドルの一回転毎に、このリングギアも所与の角度に亘って回転する。 フランジには、少なくとも１つの第１マークが設けられている。 該マークは、 第１ハウジング部分に対しリングギアが３６０°より小さい角度で回転した後及び供給容器の消費後に、第１ハウジング部分に対して固定位置に設けられた第２ マークに対向して配置される。 フランジに設けられたマークの数字は、計量装置（又は計量すべき物質）に許容される供給容器の最大数に等しい。 第２マークは第１ハウジング部分に設けるか、第１ハウジング部分に取り付けられるカバーの窓に設けることもできる。 フランジには、マークの代わりに、計量装置から放出される計量部分の全数、 又は例えば窓内に依然として利用できる計量部分の全数を準連続的に表示するスケールを設けることができる。 リングギアは、最大許容計量部分を表示するのに大きくても３６０°回転される。 この目的のため、スピンドルの回転とリングギアの回転との間に高いセットアップ比が必要になり、この比率は、包含される歯数間の適当な比率により構造的に固定される。 本発明のカウンタの第２実施形態では、カウンタが、第１スピンドルと平行に配置されかつリセットが不可能な、第１スピンドルと同様な第２スピンドルを有している。 第１スピンドルの一端には、第２スピンドルの対応端部に設けられたギアと係合するギアが設けられている。 カーソルに対向して、スピンドルには、 スケールが、第１ハウジング部分に対して固定位置に設けられている。 このスケールは、第１ハウジング部分又は該第１ハウジング部分に取り付けられたカバーに取り付けることができる。 このカウンタの場合、既に放出された計量部分の全数又は依然として利用できる計量部分の全数は、第２スピンドル上のカーソルの変位で表される。 カーソルを備えた第２スピンドルの代わりに、回転可能に取り付けられたローラの構造にして、ローラが完全に回転するとローラの全長に亘ってローラ上に螺旋状の線が引かれる。 螺旋状の線の両側の表面には、種々の方法、好ましくは２ 色（例えば赤と白、又は赤と緑）でマークされる。 この構造では、カバーは、ローラと同じ長さの幅細の窓を有し、該窓を介してローラの外周面の幅細ストリップを見ることができる。 スケールは窓の近くに配置されかつローラの全長に亘って延びている。 スケールは計量部分の最大許容数に従って分割されるか、供給容器の最大許容数に従って、数個の部分に分割される。 第３実施形態のカウンタは第２スピンドルを有する。 この第２スピンドルは、 第１スピンドルと同じ設計構造であるが、計量装置の外周面の領域とは別の位置に配置されている。 第２スピンドルにはトランスミッション構造が設けられており、このトランスミッション構造は、第１スピンドルのトランスミッション構造と同様であるが、伝達比は許容できる計量部分の全数に一致する。 第２スピンドルは、第１ハウジング部分の縁部に設けられた突出部、好ましくは第１スピンドルの駆動に既に使用されている突出部により駆動される。 第１スピンドルと第２スピンドルとの間、又は第１スピンドルとリングギアとの間に必要とされる高いセットアップ比を得るため、第１スピンドルにギアを設ける代わりに、単一歯トランスミッション構造を設け、この単一歯トランスミッション構造により、第２スピンドルのギヤ又はリングギヤが、第１スピンドルが回転する度毎に１つの歯だけ更に回転される。 セットアップ比は、２：１〜１０ ：１の範囲に定めることができる。 スピンドル又はリングギアの回転ロック手段（すなわち、望まない移動を防止する手段）は、ロック爪で構成できる。 或いは、回転ロック手段は、スピンドルとマウンティングとの間、又はリングギアとマウンティングとの間の摩擦により行なうか、例えば、積極的なロック歯構造のような特殊部品構造で構成できる。 カーソルは、該カーソルの積極的なロック形状により、スピンドル上に回転可能に固定される。 カウンタの構成部品は、事実上、任意の材料で構成できる。 これらの構成部品は、例えばプラスチック材料を射出成形することにより作るのが好ましい。 医療目的では、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、又はＰＢＴとテフロン（ポリテトラフルオロエチレン）とのコンパウンド等の生理学的に無害の材料が使用される。 材料は、例えばＰＢＴに対するテフロンを備えたＰＢＴ、又はアクリルブタジエンスチレンに対するＰＢＴのように、異なる材料が互いに流動するような組合せを選択するのが好ましい。 本発明のカウンタは、例えば、液体薬剤用の降圧噴霧器として機能する計量装置に使用できる。 霧化すべき液体は、エアロゾルを発生する小形高圧発生手段と連通する無圧供給容器内に入れられる。 この点に関しては、ドイツ国公開特許(D E-OS)第195 36 902.5号（この全内容は本願に援用する）を参照されたい。 高圧を発生する装置は、２つのハウジング部分を相対回転させることによりばねが負荷されるばね付勢形ロック負荷機構により作動される。 この点の詳細は、ドイツ国公開特許(DE-OS)第195 45 226.7号（この全内容は本願に援用する）を参照されたい。 本発明のカウンタは、両ハウジング部分が相対回転されると自動的に前進される。 カウンタを備えた計量装置の一部を示す図面（第１図）を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。 この実施形態では、第１ハウジング部分が第２ハウジング部分に関して１８０°回転され、計量装置が付勢される。 第１ハウジング部分１は、第２ハウジング部分２に対して回転できるように同心状に取り付けられている。 これらの上に取り付けられるカバー３ａが、第１ハウジング部分１及びカウンタを包囲する。 カバー３ａは、更に、その引き出された位置３ｂが破線で示されている。 使用時に供給容器から取り出される計量部分の数は、スピンドル（回転軸）４によりカウントされる。 スピンドル４は、ベアリングとして機能する２つのスナップ作用マウンティング５、６により第１ハウジング部分１上に回転可能に取り付けられる。 マウンティング５を受け入れる溝７は、スピンドル４を軸線方向に固定する機能を有する。 表示リング９を備えたカーソルには、それぞれの螺合部分１１を備えた２つの弾性脚１０と、２つの脚１３の２つのリセット突出部１２とが設けられている。 凹部８は、螺合部分１１ の移動終端部における自由運動手段である。 カバー３ａの内面には２つの捕捉手段１４が設けられている。 該捕捉手段１４は、カバー３ａが所定位置に取り付けられるとき、リセット突出部１２と係合して、カーソル９を、スピンドル４の端部におけるスタート位置に戻す。 これが行なわれると、カーソルリング９が衝合体１５に当接し、前述のようにしてカーソル９が解放される。 スピンドル４の一端には、（軸線方向の）歯幅が小さい２つの歯１７及び（軸線方向の）歯幅が大きい２つの歯１８を備えた４歯ピニオン１６が設けられている。 第２ハウジング部分２の縁部には２つの突出部１９、２０が設けられており、これらの突出部の間には開口２１が形成されている。 前述のように、歯及び突出部は、インボリュート歯形を有することが好ましい。 スピンドル４の他端にはギア２２が設けられており、該ギア２２はリングギア２３と係合する。 リングギア２３のフランジ２４には複数の数字マーク２５が設けられており、リングギア２３が所定量の回転動作をすると、それぞれのマーク２５がカバー３ａの窓２６ 内に現れる。 ラベル形スケール２７の形態をなすマーカ手段に対するカーソル９の位置は、 供給容器から取り出された計量部分の数又は供給容器から依然として取り出すことができる計量部分の数を示す。 供給容器が空になると、それぞれの数字マーク２５が窓２６内に現れる。 図示のカウンタ（但し、上記第２及び第３実施形態を除く）は、本発明の上記好ましい特徴を取り入れており、上記説明は、これらの好ましい特徴について初めに述べた説明を参照すべきである。 本発明の好ましいカウンタは次の長所を有している。 ・計量装置を付勢すると、自動的に前進される。 ・公差の点で厳格ではなく、従って信頼性がありかつ作動が確実である。 ・広範囲をカバーするようにトランスミッションを設計できる。 ・放出された計量部分の数及び／又は依然として利用できる計量部分の数を、 準連続的にかつ充分な精度で表示する。 ・計量装置を使用しているときはアクセスできず、従って計量装置を使用しているときに誤って変位させることがない。 ・複数の供給容器に連続的に使用できる。 ・各供給容器からの異なる数の計量部分及び計量装置に使用できる異なる最大数の供給容器に設けることができる。 ・計量装置に一体化でき、計量装置のいかなる大きな改造も不要である。 ・小形に製造でき、従って小スペースがあれば設置できる。 ・カウンタの個々の部品は、好ましくはプラスチック材料で作られ、従って摩擦が小さいので潤滑剤を用いないで作動できる。 ・測定すべき物質内に、容器からいかなる物質も流入しない。 ・射出成形により安価に製造される少数の部品で構成できる。 ・組立てが容易である。 ・供給容器が空になる度毎にカウンタをリセットできる。 このため、新しい供給容器が導入されると必ず、スピンドルのカーソルのスタート位置が明瞭に確立される。 ・供給容器の使用中に計量装置の付勢をカウントするスピンドルと、第２スピンドル又はリングギア手段との組合せにより、計量部分の所定の全数に対して又は連続する供給容器の所定の全数に対して、計量装置を信頼性をもって使用できる。 計量装置の使用時間を信頼性をもって再吟味できる。

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