本發(fā)明涉及組裝定量吸入器的設(shè)備和方法。具體地，本發(fā)明涉及將氣霧罐(已經(jīng)填充有藥物)組裝到吸入器裝置中。

背景技術(shù)：

患者通常使用定量吸入器(mdis)經(jīng)由該患者呼吸將藥物給送到肺中。使用定量吸入器的典型情況是治療哮喘病。

定量吸入器通常包括兩個部件：致動裝置和氣霧罐。

致動器呈手持裝置形式，所述致動器具有噴嘴，所述噴嘴能夠插入患者的嘴中以接收藥物。從氣霧罐輸送藥物，所述氣霧罐容納推進(jìn)器和特定藥物或藥劑配方。推進(jìn)器用于在致動所述裝置時將藥劑從氣霧罐中推出來。

通常通過壓縮罐的一個端部上的桿來實(shí)現(xiàn)裝置的致動，所述致動打開閥并且將定量藥物釋放到致動器中而且使藥物繼續(xù)穿過噴嘴離開以由患者吸入。

mdi裝置所涉及的制造公差處于窄幅區(qū)間中。例如，為了確保致動閥可靠運(yùn)轉(zhuǎn)，必須細(xì)心控制罐的移動和對準(zhǔn)，以防止對閥造成損壞和/或從增壓罐無意地致動釋放藥物。典型地，通過按壓任何定量閥桿3mm或更大的距離將致使裝置致動。

而且，罐的桿插入并且位于的致動器中的通道緊密地圍繞桿定位，以防止藥物朝向罐主體逃逸返回并且離開致動器。這種閥桿/致動器通道配件要求“推”力來將桿插入致動器中。如果在組裝步驟期間推力太大，則桿將下壓并且從增壓罐致動定量的藥物。

通過關(guān)于致動器子組件和罐子組件的幾何結(jié)構(gòu)的窄范圍公差來實(shí)現(xiàn)如上所述以及其它技術(shù)要求。

為了能夠以低成本且在高速加工制造條件下運(yùn)輸mdi輸送裝置，要求進(jìn)行填充和包裝，其中，必須細(xì)心控制每個步驟，以避免意外釋放藥物和/或損壞增壓罐閥桿或致動器。

而且，本發(fā)明人確定即使將少量藥物預(yù)先輸送釋放到致動器通道和噴嘴中也能夠?qū)е耺di堵塞。這是因?yàn)橹圃旌褪褂弥g的時間表可以是數(shù)月或數(shù)年，當(dāng)暴露于環(huán)境時隨著時間推移藥物易于在致動器噴嘴中硬化。這使得在交付給患者之后除非清潔致動器噴嘴，否則產(chǎn)品不可用。

制造處理中的主要步驟是將已填充和增壓的罐插入致動器中以準(zhǔn)備好包裝和交付給患者。

傳統(tǒng)地已經(jīng)利用彈簧離合器機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)使罐精確對準(zhǔn)致動器并且定位到致動器中，以防止如上所述的在組裝期間意外致動的問題。然而，本發(fā)明人已經(jīng)確定這樣的設(shè)備和方法，其允許實(shí)現(xiàn)所需的準(zhǔn)確性而避免將藥物釋放到制造環(huán)境中的風(fēng)險，同時允許實(shí)現(xiàn)極其高的制造生產(chǎn)率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)在此公開的本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于將罐插入吸入器致動裝置中的設(shè)備，所述設(shè)備包括位于所述設(shè)備的第一端部處的吸入器致動裝置支撐構(gòu)件和位于第二端部處的插入裝置，所述插入裝置適于致使罐相對于吸入器致動裝置移動并且適于進(jìn)入所述吸入器致動裝置的開放端部中，其中，所述設(shè)備還包括力傳感器，所述力傳感器適于隨著罐相對于吸入器致動裝置移動來測量罐和吸入器致動裝置之間的反作用力。

通過將罐的桿定位到對應(yīng)的桿接收通道中而將罐固定到吸入器致動裝置中，其中，所述對應(yīng)桿接收通道形成于被稱為吸入器裝置的“桿阻擋件”的部件中。輕壓配合將罐桿的外壁固定到桿接收通道的內(nèi)壁，以將罐定位且保持在吸入器致動裝置內(nèi)。

同時，通過測量，將罐插入致動器桿阻擋件中的推動力提供了多種優(yōu)勢。

例如，隨著罐桿被推入到桿接收通道中產(chǎn)生了反作用力或阻力，并且本發(fā)明人已經(jīng)確定的是，通過測量反作用力有利地允許識別罐已經(jīng)經(jīng)受了過度插入力并且允許它們自動排除(rejection)。

罐設(shè)計成具有特定的致動力，即，施加到桿以致使桿下壓從而使得閥操作并且釋放一定劑量的藥物所需的力。如果反作用力高于預(yù)定力，則這可以表示存在與組裝步驟有關(guān)的問題。一個原因是閥桿的末端卡在桿阻擋件孔的外邊緣上并且這導(dǎo)致立即下按閥桿和意外致動。作為附加方案或替代方案，如果對閥桿造成損壞，則閥桿將卡塞在桿接收通道中，并且罐和致動器的相對移動將致使桿下壓并且再一次伴隨著意外致動。

因此，本發(fā)明還允許將損壞或有缺陷的罐(閥損壞或桿損壞)識別為組裝致動器和罐的現(xiàn)有步驟的一部分，即，在不需要進(jìn)行額外檢查的前提下實(shí)現(xiàn)集成的產(chǎn)品質(zhì)量控制步驟。這有助于高速且大量制造。

其它優(yōu)勢是能夠避免意外釋放藥物。如上所述，每個罐具有致動力；處于或高于致動力的力致使桿下壓并且意外釋放藥物。在組裝期間，如果將桿太快推壓就位和/或利用太大的力推壓就位，則可能意外致動罐，從而釋放藥物。這種意外藥物釋放存在若干問題，包括：

-藥物在儲存過程中可能硬化并且堵塞噴嘴

-組裝工廠和車間受到藥物污染

-操作人員暴露于釋放的藥物中

通過測量反作用力并且將反作用力與針對給定的罐致動力進(jìn)行比較，可能確定是否已經(jīng)釋放了任何藥物。而且，可能控制罐移動，以便能動地防止意外釋放/致動。能夠準(zhǔn)確和快速地識別另外的有缺陷的罐。

可以使用適當(dāng)?shù)目刂破骱土y量裝置來實(shí)現(xiàn)上述確定。這種裝置例如可以適于從力傳感器(諸如測壓元件)接收輸入并且將所測量的反作用力與針對罐/吸入器致動裝置組合體的預(yù)定反作用力界限進(jìn)行比較。

控制器或計算機(jī)可以例如適于輸出表示已經(jīng)達(dá)到或超過預(yù)定反作用力的信號和/或記錄或輸出數(shù)據(jù)。如果超過這個力，則將從隊列中自動排除所述罐。因此，這允許對操作者發(fā)出警示并且允許存儲關(guān)于罐是否有缺陷或已經(jīng)在組裝階段意外致動罐的記錄。

每個罐閥設(shè)計具有其自有標(biāo)準(zhǔn)致動力，并且因此控制器可以設(shè)置有對應(yīng)于不同罐/致動器組合體的多個預(yù)定反作用力界限?？刂破鬟€可以設(shè)置有菜單選擇器，所述菜單選擇器允許用戶便捷地從多個預(yù)定反作用力界限中進(jìn)行選擇。在另一個布置方案中，控制器可以布置成識別罐的類型并且自動選擇適當(dāng)?shù)牧?shù)。

例如，所述多個預(yù)定反作用力界限中的第一反作用力界限可以為大約20牛頓，并且所述多個預(yù)定反作用力中的第二反作用力界限可以為大約30牛頓。

控制器還可以適于使用反饋控制裝備主動控制罐相對于致動器的移動。因此，控制器可以布置成輸出信號，以便如果達(dá)到或超過所述預(yù)定反作用力則防止插入裝置移動。

設(shè)備可以構(gòu)造成使得僅僅允許罐從基準(zhǔn)位置移動預(yù)定最大位移。因此，能夠?qū)⒐迼U的遠(yuǎn)端部定位在致動裝置的桿接收通道中。

力傳感器可以是任何適當(dāng)?shù)膫鞲衅?，所述傳感器能夠測量或確定憑借罐桿與桿阻擋件接觸而施加給罐桿的力。這可以例如為由kistlerinstrumenteag制造的測壓元件。

有利地，力傳感器可以位于插入裝置與設(shè)備的布置成將運(yùn)動力施加給罐的一部分之間。因此，能夠通過將傳感器放置成與移動設(shè)備“聯(lián)機(jī)”而準(zhǔn)確地確定由組裝設(shè)備施加的力。

控制器可以有利地布置成連續(xù)處理相對于預(yù)定反作用力界限的測量的反作用力并且控制插入裝置的移動，以保持所測量的反作用力低于預(yù)定反作用力界限。

使得罐移動到致動器中的插入裝置可以是任何適當(dāng)?shù)难b置，但是可以有利地是氣動驅(qū)動的缸體。控制器可以布置成與缸體的自有控制裝備(如上所述)配合，以控制缸體的位移并且因此控制罐相對于致動器的位置和速度。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)反饋控制而且能夠控制施加給罐桿的力。

從另一個方面來看，提供了一種氣霧吸入器組裝設(shè)備，所述氣霧吸入器組裝設(shè)備包括第一部分和第二部分，所述第一部分布置成支撐吸入器致動裝置，所述第二部分布置成支撐氣霧罐，所述設(shè)備布置成使得氣霧罐移動到吸入器致動裝置內(nèi)的組裝位置中，并且其中隨著氣霧罐移動，測量吸入器致動裝置和罐之間的反作用力。

從又一個方面來看，提供了一種將罐插入罐致動裝置中的方法，所述方法包括下述步驟：致使罐移動到罐致動裝置的開放端部中；同時測量所述罐和所述罐致動裝置之間的反作用力。

附圖說明

僅僅通過舉例并且參照附圖來描述本發(fā)明的具體實(shí)施例，在所述附圖中：

圖1示出了簡單的定量吸入器的兩個子部件；

圖2示出了致動器的截面；

圖3示出了致動器的端視圖；

圖4詳細(xì)示出了閥桿和閥阻擋件；

圖5示出了解釋性的“被損壞”的閥桿；

圖6是組裝機(jī)器的示意圖；和

圖7是位移力簡圖。

盡管本發(fā)明易受各種修改方案和替代形式的影響，但是在附圖中用舉例的方式顯示了并且在此詳細(xì)描述了具體實(shí)施例。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，附圖和具體實(shí)施例的詳細(xì)描述均不旨在將本發(fā)明局限于所公開的特定形式。相反地，本發(fā)明涵蓋處于由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有修改方案、等同方案和替代方案。

具體實(shí)施方式

圖1以局部剖視圖示出了定量吸入器的兩個子部件。

定量吸入器1由兩個基礎(chǔ)子部件構(gòu)成，所述兩個基礎(chǔ)子部件為致動裝置2和氣霧罐3。

致動裝置2在一個端部處具有用于接收筒狀罐3的罐桿的圓筒形開口4，而在另一個端部處具有輸出噴嘴管嘴5，所述輸出噴嘴管嘴5備放置到用戶口中以吸入藥物。致動器構(gòu)造成通過形成于桿阻擋件7中的通道6內(nèi)而致動罐。對準(zhǔn)通道6，以使得開口8能夠接收罐桿(在下文中更加詳細(xì)描述)。

通道6還與藥物分配擴(kuò)散器9流體連通，所述藥物分配擴(kuò)散器從通道接收藥物并且將藥物擴(kuò)散到噴嘴5中。

罐3包括圓筒本體，所述圓筒本體容納推進(jìn)器、藥物和定量閥，所述定量閥具有伸出的閥桿10。在本領(lǐng)域中對這種類型的氣霧容器或罐眾所周知并且將不再對其進(jìn)行詳細(xì)描述，可以說，閥桿10的軸向移動或下壓致使從閥桿10的端部排出攜帶于推進(jìn)器中的定量藥物。

圖2示出了另一個致動器2的截面圖，其中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的特征。如圖2所示(并且在圖4中更加詳細(xì)示出)，桿阻擋件7在通道6的內(nèi)表面上設(shè)置有伸出部11，閥桿與所述伸出部11接合。伸出部11提供了抵接，從而防止閥桿向下移動并且致使罐本體和閥桿相對移動，以致使發(fā)生致動。

圖3是致動器的從用于接收罐的大體筒狀端部觀察的端視圖。能夠在圖3的端視圖中看見桿阻擋件7和伸出部11。圖3還示出了可選的支撐肋狀件12a、12b…，一旦就位，所述可選的支撐肋狀件12a、12b沿圓周支撐罐。

在交付給患者之前通過將整個罐插入致動器本體中使得閥桿位于通道6內(nèi)而獲得吸入器組件。閥桿可以一直與伸出部11抵接地延伸進(jìn)到通道中，以使得其為運(yùn)轉(zhuǎn)做好準(zhǔn)備，即，用戶按壓罐的端部(如在圖1中看到的上部部分)致使閥桿壓抵在伸出部上并且釋放藥物。

罐閥桿通過通道6的內(nèi)表面和閥桿10的外表面之間的輕壓配合而固定在致動器桿阻擋件內(nèi)。在組裝期間，肋狀件向罐提供了徑向支撐而且輔助罐相對于致動器同軸對準(zhǔn)。重要的是，在罐插入致動器中時，閥桿必須與桿阻擋件通道對準(zhǔn)，如將在下文討論的那樣、

轉(zhuǎn)向圖4，其示出了桿阻擋件7和閥桿10的展開圖。如圖所示，通道6具有伸出部11，所述伸出部11布置成在將桿插入桿阻擋件中時抵接閥桿10的遠(yuǎn)端部13。

如上所述，本發(fā)明人已經(jīng)識別出(并且已解決)的問題之一是將罐組裝到致動器中能夠?qū)е鹿揲y意外致動。這可以由多種原因引起。

罐意外致動的一個原因是損壞閥桿。圖5圖解了閥桿10的張開(展開)端部的示例，在所述張開端部處，外徑d1大于標(biāo)稱直徑d2。因?yàn)殚y桿通道6適于緊密匹配給定閥桿的直徑(以便提供必需的干涉配合以將罐固定在致動器中)，所以諸如在圖5中示出的任何損壞均將致使閥桿的遠(yuǎn)端部13抵靠桿阻擋件的上表面14。這產(chǎn)生了反作用力，所述反作用力快速超過針對罐的致動力，從而致使在組裝處理期間桿下壓并且意外釋放藥物。

應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到的是，對致動器中的桿阻擋件造成的對應(yīng)損壞可能同樣致使罐意外致動。

參照圖4，通過致使罐首先移動距離a以使得閥桿10的遠(yuǎn)端部13與桿阻擋件對準(zhǔn)來組裝罐。接下來，罐移動距離b，以使得閥桿滑動到桿阻擋件中。在此，能夠發(fā)生其它意外致動的情況。

隨著閥桿移動進(jìn)入到桿阻擋件中，閥桿的外表面15與桿阻擋件的內(nèi)表面16接合。由于摩擦(動摩擦和靜摩擦)產(chǎn)生抵抗施加以致使罐移動的力的反作用力。

作為一個示例，如果允許這個反作用力超過給定罐的致動力，則可發(fā)生意外致動。作為示例，由3m公司制造的罐的定量閥具有30牛頓的致動力。

如果發(fā)生意外致動，則將一定量的藥物17排放到通道中。在不存在用戶呼吸的情況中，其將保持在通道中，從而導(dǎo)致通道堵塞。

在這些情況中的任意一種情況中，所討論的致動器或罐必須由控制系統(tǒng)立刻自動拋棄。

因此，測量組裝罐和致動器時所產(chǎn)生的反作用力不僅僅能夠用于識別有缺陷的罐或有缺陷的致動器，而且還能夠確定是否已經(jīng)發(fā)生意外致動，所述意外致動會如上所述地堵塞致動器。

現(xiàn)在將參照附圖6描述組裝設(shè)備和方法，所述圖6示意性示出了組裝機(jī)器的大體布置方案和子部件。

組裝機(jī)器包括致動器支撐部分18和相對的罐支撐部分19。致動器支撐部分布置成支撐致動器20，以使得桿阻擋件21與機(jī)器的縱向軸線22對準(zhǔn)。應(yīng)意識到的是，可以以各種不同方式支撐致動器。致動器支撐件的重要特征是使得桿阻擋件與軸線22對準(zhǔn)。

罐支撐部分19適于支撐并且保持罐而且進(jìn)一步聯(lián)接到線性致動器23。罐支撐部分19還布置成，使得罐的閥桿10與軸線22對準(zhǔn)，以使得罐相對于致動器的移動保持桿阻擋件21和閥桿10對準(zhǔn)。

罐支撐部分19連接在與氣動驅(qū)動的線性致動器23相對的一側(cè)上，在運(yùn)轉(zhuǎn)時，所述線性致動器23致使罐支撐部分19在方向24上沿著機(jī)器22的軸線移動。因此，罐能夠插入致動器中。

呈kistler測壓元件25形式的力傳感器位于氣動的線性致動器23和罐支撐部分19之間。沿著機(jī)器的軸線產(chǎn)生的任何反作用力(例如，通過使得被損壞的閥桿抵靠桿阻擋件21)致使將負(fù)荷施加到傳感器25。負(fù)荷傳感器設(shè)置有控制裝備26，所述控制裝備26沿著控制線路27從傳感器接收輸出信號。

控制裝備26設(shè)置有多個預(yù)定反作用力界限，所述多個預(yù)定反作用力界限匹配各個罐和致動器組合體的致動力。操作者能夠經(jīng)由界面28與控制器交互，以便針對當(dāng)前的罐和致動器組合體選擇正確的反作用力界限。

控制器可以可選地設(shè)置有反饋控制線路29，所述反饋控制線路與用于氣動的線性致動器23的控制裝備30通信?？刂蒲b備30布置成致使罐支撐部分在裝載位置和組裝位置之間往復(fù)移動，在所述裝載位置中，能夠?qū)⑿碌墓藓椭聞悠鞣诺綑C(jī)器上，在所述組裝位置中，使罐移動到致動器中并且閥桿至少部分地進(jìn)入桿阻擋件21中的通道內(nèi)。

控制線路29允許控制器26可選地控制線性致動器的移動，以確保反作用力保持低于預(yù)定限制，例如，針對給定罐的致動力小于閾值。

現(xiàn)在將參照圖6和圖7描述機(jī)器的操作，圖7是位移力圖。

首先，罐和致動器對插入它們在機(jī)器中的相應(yīng)支撐部分內(nèi)。致動控制裝備并且氣動的線性致動器致使罐沿著軸線22移動并且通過距離d1、d2和d3，如圖6和圖7所示。

圖7是示出了沿著機(jī)器的力(n)與距離d1、d2和d3的曲線圖。

d1對應(yīng)于線性致動器的裝載位置之間的距離

d2對應(yīng)于罐移動到致動器中的距離；以及

d3對應(yīng)于移動到桿阻擋件中的距離。

在罐移動期間，控制裝備從測壓元件25連續(xù)接收信號，所述信號被轉(zhuǎn)換成反作用力數(shù)據(jù)，將所述反作用力數(shù)據(jù)與已經(jīng)經(jīng)由界面28由用戶選擇的作用力設(shè)定值進(jìn)行連續(xù)比較。

圖7示出了由測壓元件測量的力如何隨著罐移動到致動器中的組裝位置而改變。

隨著罐移動通過第一距離d1，在因克服靜摩擦導(dǎo)致小幅初始升高之后反作用力降低，原因在于不存在阻擋罐移動的阻力。

在距離d2的條件下，罐的肩部31與圖3中示出的肋狀件接合，并且力的小幅升高是由于隨著罐外壁沿著肋狀件滑動而存在抵抗移動的微小阻力。

下文三個示例表示由圖7中的線n1、n2和n3表示的三種情形。

線n1是沒有缺陷的罐，即，具有沒有損壞的閥桿的罐

隨著閥桿進(jìn)入到桿阻擋件中，外表面阻擋件的內(nèi)表面與緊密接合，以致使進(jìn)行干涉配合。力初始增加，然后在罐支撐部分停止移動時略微減小并且最后下降到零。在這個示例中，罐已經(jīng)準(zhǔn)確插入致動器中?？s回罐支撐部分并且移走組裝好的罐和致動器以進(jìn)行包裝。沒有超過反作用力界限。

線n2表示針對損壞的閥桿的相同曲線圖

隨著閥桿接近桿阻擋件，損壞的端部表面(圖4中的附圖標(biāo)記13)與桿阻擋件的端面14抵接。這致使如在距離d2處由線n2表示的反作用力立即大幅增大。此時，反作用力超過圖7中示出的反作用力界限，所述反作用力由力傳感器25和控制裝備26檢測。在此，警告操作者已經(jīng)超過該力表示可能已經(jīng)意外致動罐。這可以是任何適當(dāng)?shù)男盘?，諸如，聲音警報或視覺警報?？刂破骺梢愿郊拥夭贾贸膳c有缺陷罐的警報相組合地致使罐支撐部分縮回。

線n3表示可替代的反饋控制裝備

n3表示閥桿在閥桿的幾何結(jié)構(gòu)中具有最小缺陷的情況。在此，在距離d3處，閥桿的被損壞的外部部分接合桿阻擋件的端部并且部分地抵接桿阻擋件的端部。在這個反饋裝備中，力傳感器檢測反作用力的增大，所述反作用力接近致動力限制?？刂破鞑贾贸蓽p緩氣動致動器的移動，以減小所產(chǎn)生的反作用力(在距離d3上由線n3表示)。由于通過罐支撐部分的較緩慢的移動偏轉(zhuǎn)缺陷，閥桿緩慢滑動到桿體中。

因此，連續(xù)監(jiān)控反作用力允許控制器主動地控制正產(chǎn)生的反作用力，從而防止閥意外致動，而且還防止正被識別的若更小心地(即，在以更低的速度并且導(dǎo)致較小的力)將罐插入組件中可能實(shí)際通過質(zhì)量測試的有缺陷的罐。

傳感器頭(諸如由kistler制造的傳感器頭)的位置大體布置成使得在插入步驟期間通常順列安裝在驅(qū)動臂期間承受傳遞到罐上的直接負(fù)荷。可以有利地使用kistler測壓元件，原因在于其是被認(rèn)可的堅固耐用的測量裝置，但是，在設(shè)計方面來自等效儀器供應(yīng)商的任何測壓元件可以互換。