(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バレル、プランジャー及びプランジャーロッドを備えた注射器であって、前記プランジャーロッドが駆動されることによりプランジャーに軸方向の張力が生じてプランジャーの直径が縮小し、前記直径の縮小がバレルの内部とプランジャーとの摩擦を低減しながら、なおバレルの内部とプランジャーとのシールが維持されるように前記プランジャーの伸長が制限され、
前記プランジャーロッドが、ロッド部材と、プランジャーの結合部材とを備え、ロッド部材が結合部材に対して軸方向に摺動可能である注射器。
【請求項２】
プランジャーがほぼカップ状であり、その基端側が開いており、先端部がプランジャーの駆動によって軸方向に変形するように構成されている請求項１に記載の注射器。
【請求項３】
プランジャーの凹部に保持された挿入部を備え、挿入部は雌ねじを有し、プランジャーロッドの先端部に、挿入部の雌ねじと共同作用する雄ねじが備えられている請求項１又は２に記載の注射器。
【請求項４】
プランジャーロッドが挿入部にねじ込まれたとき、プランジャーロッドの一部分がねじ部から突出してプランジャーの内面に当接し、プランジャーがさらに挿入部にねじ込まれると、このプランジャーロッドの突出部がプランジャーを変形させるように機能する請求項３に記載の注射器。
【請求項５】
プランジャー部材が、ロッド部材の先端部を囲む管状部材である請求項１に記載の注射器。
【請求項６】
ロッド部材の動きがロッド部材の先端部の２つのストッパーによって制限される請求項１又は５に記載の注射器。
【請求項７】
ロッド部材が、プランジャー結合部材に対して移動可能であり、その移動範囲はロッド部材の先端部がプランジャー結合部材から突出している位置と、ロッド部材の先端部がプランジャー結合部材から突出していない位置との間である請求項１，５又は６に記載の注射器。
【請求項８】
プランジャーが内ねじを有し、プランジャー結合部材が外ねじを有し、両ねじが共同作用してプランジャー結合部材をプランジャー内に保持する請求項１，５〜７のいずれか一項に記載の注射器。
【請求項９】
プランジャーロッドが、ほぼ棒状の内側部材を囲むほぼ管状の外側部材を備え、内部部材と外部部材が互いに摺動可能である請求項１又は２に記載の注射器。
【請求項１０】
内側部材の外側部材に対する摺動が２つのストッパーによって制限される請求項９に記載の注射器。
【請求項１１】
内側部材が外側部材に対して移動可能であり、その移動範囲は内側部材の先端部が外側部材から突出している位置と、内側部材の先端部がプ外側部材から突出していない位置との間である請求項９又は１０に記載の注射器。
【請求項１２】
プランジャーが内ねじを有し、外側部材の先端部が外ねじを有し、両ねじが共同作用して外側部材をプランジャー内に保持する請求項９〜１１のいずれか一項に記載の注射器。
【請求項１３】
プランジャーがその外周に先端側リング、中央リング及び基端側リングを有し、プランジャーの変形が少なくと先端側リングをバレルの内面から離す方向に引っ張る一方、少なくとも基端側リングがバレルの内面との接触を維持するように働く１〜１２のいずれか一項に記載の注射器。
【請求項１４】
予め充填され注射に備えて保管される注射器であって、
（ａ）前記バレルは、注射可能な液体を保持するシリンダー状室を形成する内面と、注射針が取り付けられるテーパー状先端で終端された先端部と、プランジャーを受け入れる基端部とを有し、
（ｂ）前記プランジャーはカップ状であり、前記バレル内に摺動可能に設けられ、バレルの基端部近くに位置してバレルの内部のシールを提供し、前記プランジャーは、
(1)バレル内に入れられた注射可能な液体と接する先端側の凸面と、
(2)基端側の面と、
(3)先端側の凸面につながる外壁であって、径方向外方に突出してバレルの内面との摺動可能なシールを形成している先端側リング、基端側リング及び中央リングをその上に備えている外壁と、
(4)内壁と
(5)プランジャー挿入部を受ける凹部を内壁と共に形成する底部リムとを備え、
（ｃ）前記プランジャーロッドはプランジャーと係合する先端部及び基端部を有し、
(1)プランジャーロッドがプランジャー内に挿入されたときにプランジャーの底部リムに当接してプランジャーの伸張を制限する、プランジャーロッドの先端部の肩部と、
(2)プランジャーロッド先端につながり、プランジャー挿入部の雌ねじと係合する雄ねじを有するネック部と、
(3)プランジャーロッドの先端部に位置してプランジャーの方向に突出し、直径がプランジャーの直径より小さく、プランジャーの基端側内面の中央部に当接するプランジャーロッド先端
とを備え、前記注射器はさらに、
（ｄ）前記凹部内に位置する先端部と基端部とを有する堅いプランジャー挿入部であって、プランジャーロッドの雄ねじを受けて係合する雌ねじを有する内壁と、基端部に位置し、前記プランジャー挿入部が前記凹部内に確実に保持されるようにプランジャーの底部リムの直径より大きい直径を有するフランジとを備えたプランジャー挿入部
を備えている請求項１に記載の注射器。
【請求項１５】
予め充填され注射に備えて保管される注射器であって、
（ａ）前記バレルは、注射可能な液体を保持するシリンダー状室を形成する内面と、注射針が取り付けられるテーパー状先端で終端された先端部と、プランジャーを受け入れる基端部とを有し、
（ｂ）前記プランジャーはカップ状であり、前記バレル内に摺動可能に設けられ、バレルの基端部近くに位置してバレルの内部のシールを提供し、前記プランジャーは、
(1)バレル内に入れられた注射可能な液体と接する先端側の凸面と、
(2)先端側の凸面に基本的に平行な基端側の平面又は凹面と、
(3)先端側の凸面につながる外壁であって、径方向外方に突出してバレルの内面との摺動可能なシールを形成している先端側リング、基端側リング及び中央リングをその上に備えている外壁と、
(4)雌ねじを有する内壁と
(5)プランジャーロッドが係合のために挿入される円形開口を、内壁と共に、カップ状のプランジャー内に形成する底部リム
とを備え、
（ｃ）前記プランジャーロッドはプランジャーと係合する先端部及び基端部を有し、
(1)プランジャーロッドの先端部に位置し、プランジャーの方向に突出する凸面の半円形状を有し、直径がプランジャーの直径より小さく、プランジャーの基端側の平面又は凹面の内面の中央部に当接するプランジャーロッド先端と、
(2)プランジャーロッド先端につながり、摺動可能なシリンダーを受けるネック部と、
(3)ネック部の周囲に位置し、内壁及び外壁を備えた摺動可能なシリンダーであって、内壁がプランジャーロッド先端の直径より小さい直径を有するシリンダーを形成していることにより、摺動可能なシリンダーがネック部から脱離するのを防ぎ、外壁は、注射器の使用のためにプランジャーロッドがプランジャーに挿入されたときにプランジャーの雌ねじに係合する雄ねじを有する、摺動可能なシリンダー
とを備えている請求項１に記載の注射器。
【請求項１６】
予め充填され注射に備えて保管される注射器であって、
（ａ）前記バレルは、注射可能な液体を保持するシリンダー状室を形成する内面と、注射針が取り付けられるテーパー状先端で終端された先端部と、プランジャーを受け入れる基端部とを有し、
（ｂ）前記プランジャーはカップ状であり、前記バレル内に摺動可能に設けられ、バレルの基端部近くに位置してバレルの内部のシールを提供し、前記プランジャーは、
(1)バレル内に入れられた注射可能な液体と接する先端側の凸面と、
(2)基端側の面と、
(3)先端側の凸面につながる外壁であって、径方向外方に突出してバレルの内面との摺動可能なシールを形成している先端側リング、基端側リング及び中央リングをその上に備えている外壁と、
(4)雌ねじを有する内壁と
(5)内壁と共に、プランジャー駆動シリンダーが係合のために挿入される円形開口をカップ状のプランジャー内に形成する底部リム
とを備え、前記注射器はさらに、
（ｃ）プランジャーと係合する先端部及び基端部を有するプランジャー駆動シリンダーであって、
(1)プランジャー内の雌ねじと係合する先端側の雄ねじと、
(2)基端側のハンドル
とを有するプランジャー駆動シリンダーを備え、
（ｄ）前記プランジャーロッドは先端部及び基端部を有し前記プランジャー駆動シリンダー内に適合し、
(1)プランジャーの方向に突出する凸面を有する先端部の半円形の先端であって、直径がプランジャーの直径より小さく、プランジャーロッドに力が加えられたときにプランジャーの基端側の面に押しつけられる半円形の先端と、
(2)プランジャー駆動シリンダーの外側に位置し、プランジャーロッドがプランジャーの基端側の面へ突き出るのを規制する第１のストッパー手段として機能する基端側のノブと、
(3)基端側でノブと間隔を置いてプランジャー駆動シリンダー内に位置し、プランジャーロッドがプランジャー駆動シリンダーの基端側への動きを規制する第２のストッパー手段として機能するフランジ
とを備え、
前記第１ストッパー手段及び第２ストッパー手段が、プランジャーロッドのプランジャー駆動シリンダー内での動きを、第１及び第２のストッパー手段間の距離によって予め決められた長さに規制するように構成されている請求項１に記載の注射器。
【請求項１７】
前記注射器バレルがガラス、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリルポリマー及びメタクリルポリマーからなるグループから選ばれた不活性ガス不透過性の材料でできている請求項１〜１６のいずれか一項に記載の注射器。
【請求項１８】
前記プランジャーが圧縮可能なエラストマー材で構成されている請求項１〜１７のいずれか一項に記載の注射器。
【発明の詳細な説明】
この発明は、種々の液体を患者に投与するための予め充填された注射器及び予め充填されたカートリッジに関し、詳しくは、本発明は液体の薬品・生物剤、例えば診断用造影剤等を患者に注射するためのプラスチック注射器及びカートリッジに関する。
体液サンプルを採取したり、患者に液体薬剤を投与するための種々の注射器が知られている。このような注射器は通常、シリンダー状の注射器バレルと、注射器バレルに係合した皮下注射針と、操作者によって軸方向の力が加えられると体液をバレル内に吸い込む吸引力を生成し、又は液体薬剤を皮下注射針を通して供給する注射器バレル内のプランジャーとを備えている。プランジャーの目的は、バレルとの間に気密シールを提供してバレルに対するプランジャーの上下動によって液体、血液等の流体が吸い込まれ、又は注射器の先端部から押し出されるようにすることにある。
かかる目的に使用される注射器は、シリンダー状バレルがガラスでできており、プランジャーがシリンダー状バレル内にぴったり合う磨りガラス製のロッドであるガラス注射器を含む。漏れを無くしながら同時に抵抗を許容可能なレベルまで下げるためには、バレルとプランジャーとの密着精度が要求されるとともに、潤滑剤の使用が必要である。ガラス注射器は多くの短所を有している。例えば、密着精度が要求されることから高価である。プランジャーはしばしば交換することができず、製造者による研磨工程でバレルと個々に合わせられることから量産が容易ではない。そして、壊れやすい。
これらの問題を未然に防ぐために、ガラス及びプラスチック製のバレルをプラスチック又はエラストマー製のプランジャーと共に用いた注射器が提案された。プランジャーの周囲での漏れを防ぐために、プランジャーは、非圧縮状態でバレルの内部より少し大きい直径を有し、バレル内に置かれるとバレルの壁に対して押し付けられ変形してシールを形成する１又は複数のリブを有するように作られる。シールの質及び強度はプランジャーを作るのに用いられる材質の弾性(elastomeric)特性とプランジャー及びバレル内部の直径の比によって決まる。漏れのない良好なシールを得るために、注射器バレルによってエラストマー製プランジャーに比較的大きい圧縮力をかける必要がある。しかし、このシールの質は、バレル内でのプランジャーの動きを難しくし、プランジャーを動かす操作者に過度の力を要求する。この欠点は、予め充填された注射器が使用に備えて保管されるときに一層はっきりする。この棚持ちの間に、プランジャーはバレル内にとらえられる傾向がある。この問題を軽減するために、従来はプランジャーと注射器バレルの内部との間の摩擦を低減する潤滑剤を使用していた。しかし、このような潤滑剤の使用は、潤滑剤が非経口配合物中に分散し、及び／又は溶解することにより配合物を汚染する傾向があるので、望ましくない。このように品質を落とす可能性は、もちろん、望ましくなく、潤滑剤の使用を避けながら、なお、容易に摺動可能なプランジャーを有する漏れのない注射器を提供する試みが行われた。このような試みは、プランジャーとバレルとの間の摺動摩擦を低減するために、バレル内で前方又は後方に突出する１又は複数のリブを含む種々のプランジャー構成の使用を含んでいた。もう一つのアプローチは、例えば米国特許第５，００９，６４６号に記載されているように、エラストマー製のプランジャーにテトラフルオロエチレン、エチレンテトラフルオロエチレン及び超高分子ポリエチレン樹脂のフィルムを積層することであった。
これらの試みによって、体液サンプルの採取用又は保管された薬剤瓶から薬剤を注射するための注射器に関する限り、液密性及び摺動特性が幾分改善されたが、予め充填され長期間保管された注射器の不適当な摺動特性は依然未解決である。
本発明の主な目的は、上述の不適当な摺動特性を克服しながら、プランジャーと注射器バレルの壁との間の漏れのない密なシールを維持する、予め充填される注射器及び予め充填されるカートリッジを提供することにある。
自己吸引(self-aspirating)注射器及びカートリッジを提供することは、本発明の特定の好適な実施形態の目的である。
医療実務において、皮下注射は、投与される特定の薬物に応じて皮下又は筋肉に行われることがあるが、他は静脈に行われる。全ての場合において、薬剤の注射に先立って、皮下注射針の先端が静脈のような主血管内に位置しているか、又は皮下組織内に位置しているかを医師が確信をもって知ることが不可欠である。注射器内で負圧が生成され得る吸引注射器の使用は、このような決定を行う手段を提供する。従って、負圧が生じた時に注射器内に血液が現れれば、針の先端が主血管内にあることが分かる。一方、血液が現れなければ、針の先端が皮下組織内にあることが分かる。注射の種類に応じて、直ちに注射が行われ、又は先端が抜き取られて位置を変えることになる。
吸引注射器には通常二つのタイプがある。つまり、手動で吸引されるか、又は自動で吸引されるかである。手動で吸引されるタイプでは、プランジャーは注射器のバレル内を少しの距離だけ引き込まれる。この引き込みによって注射器内の圧力が低下し、針の先端にある流体が注射器のバレル内で観察できるようになる。固体組織からは何の流体もバレル内へ吸い出されない。手動で吸引される注射器は、両手を用いて操作する必要がある。つまり、一方の手でバレルを保持し、他の手でプランジャーに後ろ向きの力を与える。このような手動吸引可能な注射器は、その適正な使用が、注射を行う人の熟練度に大きく依存しているといった短所を有する。
自動又は自己吸引タイプの注射器における吸引は、注射器の薬剤を含む部分にまず正圧が加えられることによって行われる。正圧を与えている力を緩めると、対応する負圧が注射器内に生成され、吸引効果が引き起こされる。本発明の特定の好ましい実施形態は自己吸引タイプの注射器に関する。
理想的には、自己吸引の皮下注射器は、比較的構造が簡素で製造コストが最小限であり、操作が簡単で片手で操作でき、複合的な自己吸引動作が可能で、注射部位への針の挿入に先立って、及び、自己吸引動作の開始に先立って、注射器の動作シーケンスの後の時間における自己吸引動作を妨げたり無効にしたりすることなく、注射器から空気を追い出すことができるべきである。
本発明の特定の好ましい実施形態により提供される自己吸引注射器は自動的に、手動操作可能な注射器のピストンが後向きに少し変位する後退動作を真似ることにより、吸引に不可欠な注射器内のわずかな負担を生成する。従って、このような注射器は、医療分野における特別の熟練を要求することなく吸引作用が自動的に、生成されるので、手動タイプの従来の注射器に固有の欠点が除去される。
本発明を、予め充填された注射器に関して説明するが、本発明は、予め充填された注射器と基本的に同じ形状等の特徴を有する予め充填されたカートリッジに適用し得ると理解される。従って、請求の範囲で使用している「注射器」なる用語は注射器と同じくカートリッジをもカバーする意図に理解される。
本発明の一側面によれば、バレル、プランジャー及びプランジャーロッドを備えた注射器であって、前記プランジャーロッドが駆動されることによりプランジャーに軸方向の張力が生じてプランジャーの直径が縮小し、前記直径の縮小がバレルの内部とプランジャーとの摩擦を低減しながら、なおバレルの内部とプランジャーとのシールが維持されるように前記プランジャーの伸長が制限され、前記プランジャーロッドが、ロッド部材と、プランジャーの結合部材とを備え、ロッド部材が結合部材に対して軸方向に摺動可能である注射器が提供される。
本発明の第２の側面によれば、予め充填され注射に備えて保管される注射器であって、
（ａ）注射可能な液体を保持するシリンダー状質を形成する内面と、注射針が取り付けられるテーパー状先端で終端された先端部と、プランジャーを受け入れる基端部とを有するバレルと、
（ｂ）前記バレル内に摺動可能に設けられ、バレルの基端部近くに位置してバレルの内部のシールを提供するカップ状のプランジャーであって、
（１）バレル内に入れられた注射可能な液体と接する先端側の凸面と、
（２）基端側の面と、
（３）先端側の凸面につながる外壁であって、径方向外方に突出してバレルの内面との摺動可能なシールを形成している先端側リング、基端側リング及び中央リングをその上に備えている外壁と、
（４）内壁と
（５）プランジャー挿入部を受ける凹部を内壁と共に形成する底部リムとを備えたプランジャーと、
（ｃ）前記凹部内に位置し、先端部及び基端部を有する堅いプランジャー挿入部であって、プランジャーロッドの雄ねじを受けて係合する雌ねじを有する内壁と、基端部に位置し前記プランジャー挿入部が前記凹部内に確実に保持されるようにプランジャーの底部リムの直径より大きい直径を有するフランジとを備えたプランジャー挿入部と、
（ｄ）プランジャーと係合する先端部及び基端部を有するプランジャーロッドであって、
（１）プランジャーロッドがプランジャー内に挿入されたときにプランジャーの底部リムに当接してプランジャーの伸張を制限する、プランジャーロッドの先端部の肩部と、
（２）プランジャーロッド先端につながり、プランジャー挿入部の雌ねじと係合する雄ねじを有するネック部と、
（３）プランジャーロッドの先端部に位置してプランジャーの方向に突出し、直径がプランジャーの直径より小さく、プランジャーの基端側内面の中央部に当接するプランジャーロッド先端
とを備えているプランジャーロッド
とを備えた注射器が提供される。
本発明の第３の側面によれば、予め充填され注射に備えて保管される注射器であって、
（ａ）注射可能な液体を保持するシリンダー状室を形成する内面と、注射針が取り付けられるテーパー状先端で終端された先端部と、プランジャーを受け入れる基端部とを有するバレルと、
（ｂ）前記バレル内に摺動可能に設けられ、バレルの基端部近くに位置してバレルの内部のシールを提供するカップ状のプランジャーであって、
（１）バレル内に入れられた注射可能な液体と接する先端側の凸面と、
（２）先端側の凸面に基本的に平行な基端側の平面又は凹面と、
（３）先端側の凸面につながる外壁であって、径方向外方に突出してバレルの内面との摺動可能なシールを形成している先端側リング、基端側リング及び中央リングをその上に備えている外壁と、
（４）雌ねじを有する内壁と
（５）プランジャーロッドが係合のために挿入される円形開口を、内壁と共に、カップ状のプランジャー内に形成する底部リム
とを備えるプランジャーと、
（ｃ）プランジャーと係合する先端部及び基端部有するプランジャーロッドであって、
（１）プランジャーロッドの先端部に位置し、プランジャーの方向に突出する凸面の半円形状を有し、直径がプランジャーの直径より小さく、プランジャーの基端側の平面又は凹面の内面の中央部に当接するプランジャーロッド先端と、
（２）プランジャーロッド先端につながり、摺動可能なシリンダーを受けるネック部と、
（３）ネック部の周囲に位置し、内壁及び外壁を備えた摺動可能なシリンダーであって、内壁がプランジャーロッド先端の直径より小さい直径を有するシリンダーを形成していることにより、摺動可能なシリンダーがネック部から離脱するのを防ぎ、外壁は、プランジャーロッドが注射器を使用する際にプランジャーロッドがプランジャーに挿入されたときプランジャーの雌ねじに係合する雄ねじを有する、摺動可能なシリンダー
とを備えているプランジャーロッド
とを備えた注射器が提供される。
本発明の第４の側面によれば、予め充填され注射に備えて保管される注射器であって、
（ａ）注射可能な液体を保持するシリンダー状室を形成する内面と、注射針が取り付けられるテーパー状先端で終端された先端部と、プランジャーを受け入れる基端部とを有するバレルと、
（ｂ）前記バレル内に摺動可能に設けられ、バレルの基端部近くに位置してバレルの内部のシールを提供するカップ状のプランジャーであって、
（１）バレル内に入れられた注射可能な液体と接する先端側の凸面と、
（２）基端側の面と、
（３）先端側の凸面につながる外壁であって、径方向外方に突出してバレルの内面との摺動可能なシールを形成している先端側リング、基端側リング及び中央リングをその上に備えている外壁と、
（４）雌ねじを有する内壁と
（５）プランジャー駆動シリンダーが係合のために挿入される円形開口を、内壁と共に、カップ状のプランジャー内に形成する底部リム
とを備えるプランジャーと、
（ｃ）プランジャーと係合する先端部及び基端部有するプランジャー駆動シリンダーであって、
（１）プランジャー内の雌ねじと係合する先端側の雄ねじと、
（２）基端側のハンドル
とを有するプランジャー駆動シリンダーと、
（ｄ）先端部及び基端部を有し前記プランジャー駆動シリンダー内に適合しするプランジャーロッドであって、
（１）プランジャーの方向に突出する凸面を有する先端部の半円形の先端であって、直径がプランジャーの直径より小さく、プランジャーロッドに力が加えられたときにプランジャーの基端側の面に押しつけられる先端と、
（２）プランジャー駆動シリンダーの外側に位置し、プランジャーロッドがプランジャーの基端側の面へ突き出るのを規制する第１のストッパー手段として機能する基端側のノブと、
（３）基端側でノブと間隔を置いてプランジャー駆動シリンダー内に位置し、プランジャーロッドがプランジャー駆動シリンダーの基端側への動きを規制する第２のストッパー手段として機能するフランジ
とを備えたプランジャーロッド
とを備え、前記第１ストッパー手段及び第２ストッパー手段が、プランジャーロッドのプランジャー駆動シリンダー内での動きを、第１及び第２のストッパー手段間の距離によって予め決められた長さに規制するように構成されている注射器が提供される。
本発明の好適な実施形態を、例を用いて、そして添付の図面を参照しながら次に説明する。ここで、
図１は、本発明の第１実施形態に係る注射器の分解斜視図であり、プランジャーロッドが取り外された状態のプランジャー及びプランジャー挿入部を含んでいる。
図２は、図１の２−２線に沿う、注射器及びプランジャーの長手方向の断面を示す。
図３は、図１の２−２線に沿う、プランジャーロッドの断面を示す。
図４は、図１の２−２線に沿う、プランジャー及びプランジャー挿入部の分解断面図である。
図５は、図１の２−２線に沿う、プランジャー及びプランジャー挿入部の断面図である。
図６は、図１の２−２線に沿う、注射器、プランジャー及びプランジャーロッドの破断断面図である。
図７は、本発明の第２実施形態に係る組み立てられた注射器の斜視図であり、プランジャー及びプランジャー挿入部を含んでいる。
図８は、図７の８−８線に沿う、摺動可能なシリンダーを備えた注射器、プランジャー、及びプランジャーロッドの長手方向の破断断面図であり、プランジャーとプランジャーロッドが注射器内に挿入されている。
図９は、図７のプランジャーロッドの拡大破断断面図である。
図１０は、図７のプランジャーロッド及びプランジャーの拡大破断断面図であり、プランジャーロッドがプランジャーに接していない。
図１１は、図７のプランジャーロッド及びプランジャーの拡大破断断面図であり、注射開始時にプランジャーに力が加えられるに伴ってプランジャーロッドがプランジャーに当接したときに生ずる周部縮小を動的に表している。
図１２は、図７のプランジャーロッド及び摺動可能なシリンダーの拡大部分斜視図であり、プランジャーロッドが摺動可能なシリンダーに部分的に挿入されている。
図１３は、図７のプランジャーロッド及び摺動可能なシリンダーの拡大斜視図であり、プランジャーロッドが摺動可能なシリンダーに完全に挿入されている。
図１４は、図１２のプランジャー及び摺動可能なシリンダーの側面図である。
図１５は、図１３のプランジャー及びプランジャーロッドの側面図である。
図１６は、摺動可能なシリンダーを取り外したプランジャーロッドの側面図である。
図１７は、雄ねじを有する摺動可能なシリンダーの側面図である。
図１８は、図１７の摺動可能なシリンダーの先端正面図である。
図１９は、典型的な従来の注射器、プランジャー、及びプランジャーロッドの長手方向の破断断面図である。
図２０は、図１９の従来のプランジャー及びプランジャーロッドの拡大破断断面図である。
図２１は、本発明の第３実施形態に係る組み立てられた注射器の斜視図であり、注射器バレル、プランジャー、プランジャー駆動用シリンダー及びプランジャーロッドを備えている。
図２２は、図２１の２２−２２線に沿うプランジャーの長手方向の断面図である。
図２３は、図２１の２２−２２線に沿うプランジャー駆動用シリンダーの長手方向の断面図である。
図２４は、図２１の２２−２２線に沿うプランジャーロッドの長手方向の断面図である。
図２５は、プランジャー駆動用シリンダーの拡大破断断面図である。
図２６は、図２１の２２−２２線に沿う、注射器バレル、プランジャー、プランジャー駆動用シリンダー及びプランジャーロッドを備えた組み立てられた注射器の長手方向の断面図であり、プランジャーロッドが基本位置にある。
図２７は、図２１の２２−２２線に沿う、注射器バレル、プランジャー、プランジャー駆動用シリンダー及びプランジャーロッドを備えた組み立てられた注射器の長手方向の断面図であり、プランジャーロッドが突出位置にある。
図２８は、プランジャー、プランジャー駆動用シリンダー及びプランジャーロッドの拡大破断断面図であり、プランジャーロッドが基本位置にある。
図２９は、プランジャー、プランジャー駆動用シリンダー及びプランジャーロッドの拡大破断断面図であり、プランジャーロッドが突出位置にある。
図１を参照すると、本発明の第１実施形態による注射器１０が示されており、これは、
バレル２０と、
プランジャ３０と、
プランジャーロッド５０
とを備えている。
図１、２及び３を参照すると、注射器１０のバレル２０は内壁２１と、貫通孔２３を有するテーパー状先端２２で終端された先端部と、プランジャー３０を受入れる基端部２４とを備えている。プランジャー３０はバレル２０内に摺動可能に位置する。そしてプランジャーロッド５０はプランジャー３０に結合可能である。バレル２０の基端部２４の周縁部に設けられているのはフィンガーハブ２６であり、これは、プランジャーロッド５０に力を加えてプランジャー３０を動かす際にバレル２０を保持しやすくする。プランジャーロッド５０は、先端部５２と基端部６０とを有し、基端部６０は、注射器の使用時にプランジャーロッド５０によってプランジャー３０に力をかけやすくするハンドル６２を備えている。
注射器のバレル２０はガラスのような不活性ガス不透過性の材料でできている。しかし、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリル及びメタクリルポリマーのような、ガラスよりも多少柔軟で、ほぼ透明な材料でできていることが好ましい。
プランジャー３０は、ポリイソプレンゴム等の圧縮可能なエラストマー材料でできている。プランジャーロッド５０は基本的にはバレルと同じ材料でできている。
図１、２、３、４及び６を参照すると、プランジャー３０はバレル２０内に摺動可能に受入れられ、プランジャー３０と係合するプランジャーロッド５０に加えられる手動の力によってバレル内を軸方向に移動する。弛緩状態のプランジャー３０は逆カップ状であり、先端側の凸状外面３２と、基端側の内面３４と、先端側の凸状外面３２につながる外壁３６と、内面３４につながる内壁３８と、カップ状のプランジャー３０に円形の開口を形成している底部リム３９とを備えている。プランジャー３０の先端側の凸状面３２はバレル２０内に入れられた液体と接する。
プランジャー３０の外壁３６は、先端側リング４０、基端側リング４１、及び中央リング４２を備え、これらは弾性変形可能で外壁３６から径方向外方へ突出している。そして、プランジャー３０と一緒になって、バレル２０の作用部の最大径をわずかに越える最小径を有する。これらのリングはシールを形成するが、バレル２０の内壁２１と摺動可能に係合する。
内壁３８、内面３４及び底部リム３９はプランジャー３０のプランジャー挿入部６８を受ける三次元の凹部又は領域を形成している。
プランジャー挿入部６８は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリル及びメタクリルポリマー等の硬質高分子材料でできており、外壁７４、プランジャーロッド５０の雄ねじ７１と係合する雌ねじ６９を有する内壁７２、及びフランジ７０を備えている。プランジャー挿入部６８は、プランジャー３６内に位置し、内壁３８、内面３４及び底部リム３９で形成される三次元領域がプランジャー挿入部６８を完全に包み込む。しかし、プランジャー挿入部６８のサイズは、内壁３８に圧力をかけないように定められ、これによってプランジャー３６の外壁は、注射器のバレルの内壁から横方向に広がる十分な空間を有する。プランジャー挿入部６８のフランジ７０はプランジャー３０の底部リム３９の直径より大きい直径を有し、これによってプランジャー挿入部６８はプランジャー３０から外れない。
プランジャーロッド５０は、操作者が手動で力を加えやすいように基端部６０に位置するハンドル６２と、プランジャー挿入部６８の雌ねじ６９に係合するように設計された雄ねじ７１を有する先端部５２と、肩部５２と、ねじ部からさらにプランジャーの軸方向に突出している部分を形成するプランジャーロッド先端６４とを備えている。前記プランジャーロッド先端の直径は、プランジャーの直径よりかなり小さく、プランジャーロッド５０に力を加えると、プランジャー３０の基端側内面３４の中央部に接触するように設計されている。
この実施形態の動作は以下の通りである。
プランジャー３０がバレル２０の基端部２４に挿入され、フィンガーハブ２６より中まで挿入されることにより、バレル２０は、プランジャー３０に邪魔されることなく基端部２４を充填ライン等の平坦面に置くようにして、上向きに置かれる。バレル２０は、テーパー状の先端部２２の貫通孔２３を通して薬剤又は診断用造影剤のような所望の液体で充填され、蓋をかぶせられる。液体は全体として予め滅菌され、注射器のバレルに無菌技術を用いて充填される。あるいは、予め充填された注射器を滅菌器等によって滅菌処理しても良い。
充填され、滅菌された注射器は、使用の直前に組み立てられる皮下注射用針及びプランジャーロッドと別々に梱包される。注射の準備段階で、皮下注射針がバレルのテーパー状先端部に取り付けられる。プランジャーロッド５０はプランジャー３０の内部穴に収納されたプランジャー挿入部６８にねじ込まれ、締め付けられる。医師はそれから従来の静脈穿刺技術を用いて、血管等の所望の部位へ挿入する。プランジャー挿入部６８の雌ねじ６９はプランジャーロッド５０の雄ねじに係合し、プランジャーロッド先端６４はプランジャー３０の内面３４に当接する。
この動作によってプランジャー３０は軸方向に伸び、プランジャーロッド５０はプランジャー挿入部６８をプランジャー３０の先端部へ押す。プランジャー挿入部６８は、プランジャー３０の底部リム３９の内側に押されるので、その動きが制限される。この軸方向の伸長はプランジャー３０の直径を低減し、液体を注射器から押し出すのに必要な力を低減する。プランジャーロッド先端６４が注射器の先端部へ押され、その力によってプランジャー３０の凸面３２が変形することにより、さらに力が低減する。しかし、この変形は、プランジャーロッド５０の肩部５１がプランジャー３０の底部リム３９に当接した時に制限される。この肩部５１と底部リム３９との当接によってプランジャーの基端部が圧縮され、作動中のプランジャーの伸長を制限する。
操作者がプランジャーロッド５０を先端側へ比較的弱い力で押したとき、プランジャーの周部変形は図６に示すようになる。つまり、プランジャー３０の凸面３２は先端側へ伸長し、先端側リング４０、基端側リング４１及び中央リング４２は弾性張力によって内方へ引っ張られる。このプランジャーの周部変形は注射器からヘッドガスを放出する。即ち、注射器が呼吸する(espirate)。プランジャーロッド５０に加えた力を緩めると、プランジャー３０が静止状態に戻ってバレル２０内に負圧が発生し、所望の部位であることを示す患者からの体液が吸い取られる。そして注射が始まる。プランジャーロッドを介してプランジャーをバレルの基端側へ引くことによって、吸引を行うこともできる。プランジャーロッドを引くことにより、プランジャー挿入部６８がプランジャー３０の底部リム３９にのみ力を加え、この種の吸引において底部リム３９はプランジャー３０の先導端となる。このように、プランジャーは軸方向に伸長して手動吸引を容易にする。
吸引プロセスが完了すると、操作者はプランジャーロッド５０に力を加える。基端側リング４１、先端側リング４０及び中央リング４２に関して、これらがバレル２０の内壁２１に与える力がリングの周部変形量に比例して減少することは明らかである。その結果、プランジャーはバレル内を比較的容易に移動して注射部位への液体の供給を容易にする。この利点は、予め充填された注射器が長期間保管されており、その間にプランジャーがバレル内にくっついて、プランジャーとバレルの内壁との界面の力が軸方向に極めて破れにくくなっている場合に一層顕著になる。上述の注射器において、プランジャーに加えられる力は先端側リング、基端側リング及び中央リングを内方に引っぱり、プランジャーとバレルの内壁との間の界面の力を大幅に低減する。
次に、図７及び８をを参照すると、本発明の第２実施形態に係る注射器１１０が示されている。この注射器のバレル１２０は内壁１２１と、貫通孔１２３を有するテーパー状先端１２２で終端された先端部と、プランジャー１３０を受ける基端部１２４とを備えている。プランジャー１３０はバレル１２０内に摺動可能に位置する。そしてプランジャーロッド１５０はプランジャー１３０に結合可能である。バレル１２０の基端部１２４の周縁部に設けられているのはフィンガーハブ１２６であり、これは、プランジャーロッド１５０に力を加えてプランジャー１３０を動かす際にバレル１２０を保持しやすくする。プランジャーロッド１５０は、先端部１５２と基端部１６０とを有し、基端部１６０は、注射器の使用時にプランジャーロッド１５０によってプランジャー１３０に力をかけやすくするハンドル１６２を備えている。
注射器のバレル１２０はガラスのような不活性ガス不透過性の材料でできている。しかし、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリル及びメタクリルポリマーのような、ガラスよりも多少柔軟で、ほぼ透明な材料でできていることが好ましい。
プランジャー１３０は、ポリイソプレンゴム等の圧縮可能なエラストマー材でできている。プランジャーロッド１５０は基本的にはバレルと同じ材料でできている。
図７、９及び１０を参照すると、プランジャー１３０はバレル１２０内に摺動可能に受入れられ、プランジャー１３０と係合するプランジャーロッド１５０に加えられる手動の力によってバレル内を軸方向に移動する。弛緩状態のプランジャー１３０は逆カップ状であり、先端側の外側凸面１３２と、先端側の外側凸面１３２と基本的に平行な基端側の平坦又は凹面状の内面１３４と、先端側の外側凸面１３２につながる外壁１３６と、平坦又は凹面状の内面１３４につながる内壁１３８と、カップ状のプランジャー１３０に円形の開口を形成している底部リム１３９とを備えている。プランジャー１３０の先端側の凸面１３２はバレル１２０内に入れられた液体と接する。
プランジャー１３０の外壁１３６は、先端側リング１４０、基端側リング１４１、及び中央リング１４２を備え、これらは弾性変形可能で外壁１３６から径方向外方へ突出している。そして、プランジャー１３０と一緒になって、バレル１２０の作用部の最大径をわずかに越える最小径を有する。これらのリングはシールを形成するが、バレル１２０の内壁１２１と摺動可能に係合する。
プランジャー１３０の内壁１３８は、プランジャーロッド１５０の雄ねじ１７０を受ける雌ねじ１４３を備えている。
図９、１０、１２、１３、１４、１５、１７及び１８を参照すると、プランジャーロッド１５０は、操作者が手動で力を加えやすいように基端部１６０に位置するハンドル１６２と、プランジャーの方向に突出する凸面を有する半円形状のプランジャーロッド先端１６４とを備えている。プランジャーロッド先端１６４は、その直径がプランジャーの直径よりかなり小さく、プランジャーロッド１５０の先端部１５２に位置し、プランジャーロッド１５０の先端部１５２からさらに軸方向に突出する。プランジャー１３０に力が加えられると、プランジャーロッド先端１６４は、プランジャー１３０の基端側の平坦又は凹面状の内面１３４の中央部に当接する。プランジャーロッド先端１６４とプランジャーロッド１５０の先端部１５２との間に位置するプランジャーロッド１５０のネック部１６６は、外壁１７４及び内壁１７２を有する摺動可能なシリンダー１６８を受ける。外壁１７４はプランジャー１３０の雄ねじ１４３に係合する雄ねじ１７０を有する。内壁１７２は、プランジャーロッド先端１６４の直径より少し小さい直径を有するシリンダーを形成し、これによって、摺動可能なシリンダー１６８がプランジャーロッド１５０のネック部１６６から外れるのを防止している。
この実施形態の動作は以下の通りである。
プランジャー１３０が注射器１１０のバレル１２０の基端部１２４に挿入され、フィンガーハブ１２６より中まで挿入されることにより、バレル１２０は、プランジャー１３０に邪魔されることなく基端部を充填ライン等の平坦面に置くようにして、上向きに置かれる。バレル１２０は、テーパー状の先端１２２の貫通孔１２３を通して薬剤又は診断用造影剤のような所望の液体で充填され、蓋をかぶせられる。液体は全体として予め滅菌され、注射器のバレルに無菌技術を用いて充填される。あるいは、予め充填された注射器を滅菌器等によって滅菌処理しても良い。
別の充填方法では、テーパー状の先端１２２に蓋をかぶせ、薬剤をバレル１２０の基端部から満たす。プランジャー１３０は、注射器１１０を充填した後にバレル１２０内に挿入される。
充填され、滅菌された注射器は、使用の直前に取り付けられる皮下注射用針と別々に梱包される。注射の標準段階で、皮下注射針がバレル１２０のテーパー状先端部１２２に取り付けられる。プランジャーロッド１５０の先端の摺動可能なシリンダー１６８がプランジャー１３０にねじ込まれ、締め付けられてぴったり係合する。医師はそれから従来の静脈穿刺技術を用いて、血管等の所望の部位へ挿入する。この時点で、プランジャーロッド１５０及びプランジャー１３０は静的に係合している。図１０に示すように、プランジャー１３０の雌ねじ１４３が摺動可能なシリンダー１６８の雄ねじ１７０に係合している。しかし、プランジャー先端１６４はプランジャー１３０の平坦又は凹面１３４に当接せず、それに力を与えない。
操作者がプランジャーロッド１５０を先端側へ比較的弱い力で押したとき、プランジャーの周部変形は図１１に示すようになる。つまり、プランジャー１３０の凸面１３２は先端側へ距離“ａ”だけ伸長し、一方、先端側リング１４０、基端側リング１４１及び中央リング１４２は弾性張力によって、それぞれ距離“ｂ”、“ｃ”及び“ｄ”だけ内方へ引っ張られる。図示のように、距離“ａ”が最も大きく、次いで距離“ｂ”，“ｃ”，“ｄ”の順に小さくなる。このプランジャーの周部変形は注射器からヘッドガスを放出する。即ち、注射器が呼吸する(aspirate)。プランジャーロッド１５０に加えた力を緩めると、プランジャー１３０が静止状態に戻ってバレル１２０内に負圧が発生し、所望の部位であることを示す患者からの体液が吸い取られる。そして注射が始まる。それから操作者は再びプランジャーロッド１５０に力を加え。その結果、注射器の呼吸(aspirating)に関して述べたのと同じプランジャー１３０の周部変形が生ずる。基端側リング１４１、先端側リング１４０及び中央リング１４２に関して、これらがバレル１２０の内壁１２１に与える力が周部変形によって作り出された距離“ｂ”，“ｃ”及び“ｄ”に比例して減少することは明らかである。その結果、プランジャーはバレル内を比較的容易に移動して注射部位への液体の供給を容易にする。この利点は、予め充填された注射器が長期間保管されており、その間にプランジャーがバレル内にくっついて、プランジャーとバレルの内壁との界面の力が軸方向に極めて破れにくくなっている場合に一層顕著になる。本発明のこの実施形態において、プランジャーに加えられる力は先端側リング、基端側リング及び中央リングを内方に引っぱり、プランジャーとバレルの内壁との間の界面の力を大幅に低減する。
本発明にほぼ類似する構造を有する従来の注射器が図１９及び２０に示されている。これらの図において、対応する部材は同じ番号に（´）を付して示されている。
プランジャー１３０´に凸面状の外面１３２´は存在するが、凹面状の内面１３４´は無い。つまり、プランジャー１３０´の内面は平坦である。プランジャーロッド先端１６４´は存在しない。しかし、代わりに、凸面でない内面１３４´と連通するプランジャーロッド面は平坦である。従来の注射器の動作において、プランジャーロッド１５０´からプランジャーロッド先端１６４´を介してプランジャー１３０´に加えられる力はリング１４０´，１４１´及び１４２´の収縮を生じさせず、その結果、注射の完遂に必要な注射力の減少を生じさせない。また、図示された従来の注射器は自己吸引能力に欠けている。つまり、プランジャーロッド１５０´に力を加えたときにプランジャー１３０´の凸面１３２´は変形せず、力を緩めたときに静的な状態を取り戻さない。
図２１、２２、２３、２４及び２６を参照すると、本発明の第３実施形態による注射器２１０が示されている。この注射器２１０は以下の構成要素を備えている。
注射器のバレル２２０。これは、内壁２２１と、貫通孔２２３を有するテーパー状先端２２２で終端された先端部と、フィンガーハブ２２６で終端された基端部２２４とを備えている。
プランジャー２３０。これはバレル２２０内に摺動可能に位置する。
プランジャー駆動用シリンダー２５０。これは先端部２５２と基端部２６０とを有し、先端部に雄ねじ２７０を備え、基端部にハンドル２６２を備え、バレル２２０内でプランジャー２３０に係合する。
プランジャーロッド２８０。これは、先端部の半円状のプランジャーロッド先端２８２と、フランジ２８４と、基端部のノブ２８６とを備える。プランジャーロッドは前記プランジャー駆動用シリンダー２５０によって受けられる。
注射器のバレル２２０はガラスのような不活性ガス不透過性の材料でできている。しかし、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリル及びメタクリルポリマーのような、ガラスよりも多少柔軟で、ほぼ透明な材料でできていることが好ましい。
プランジャー２３０は、ポリイソプレンゴム等の圧縮可能なエラストマー材でできている。プランジャー駆動用シリンダーはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリル及びメタクリルポリマーを含む硬質プラスチック材料でできている。プランジャーロッド２８０は基本的にはバレルと同じ材料でできている。
図２２、２５、２６及び２７を参照すると、プランジャー２３０は注射器バレル２２０内の基端部２２４に摺動可能に受入れられる。プランジャー２３０がこの位置にあるとき、注射器バレルは、プランジャー２３０に邪魔されることなく基端部を充填ライン等の平坦面に置くようにして、上向きに置かれる。次に注射器バレルは、テーパー状の先端２２２の貫通孔１２３を通して薬剤又は診断用造影剤のような所望の液体で充填され、蓋をかぶせられる。注射器バレルに入れられる液体は全体として予め滅菌され、注射器のバレルに無菌技術を用いて充填される。あるいは、予め充填された注射器を滅菌器等によって滅菌処理しても良い。充填プロセスが完了し注射器に蓋がかぶせられた後、注射器バレルに係合するプランジャーロッド２８０と注射器駆動用シリンダー２５０の無い注射器が保管のために梱包される。
別の充填方法では、テーパー状の先端２２２に蓋をかぶせ、薬剤をバレル２２０の基端部から満たす。プランジャー２３０は、注射器２１０を充填した後にバレル２２０内に挿入する。
シール手段を有するプランジャー２３０は注射器バレル２２０内に入れられた液体を保持し、注射器の吸引動作とそれに続く患者への注射の間、内部のシールが維持されている状態で内部容積を変化させる役目を有する。図２２及び２５に最も良く示されているように、プランジャー２３０は弛緩状態で逆カップ状であり、以下の構成要素を有する。
先端外側凸面２３２。これは注射器バレル２２０内に入れられた液体と界面を形成する。
基端側内面２３４。
外壁２３６。これは先端外側凸面２３２につながっている。
内壁２３８。これは基端側内面２３４につながっている。
底部リム２３９。これはカップ状プランジャー２３０内に円形開口を形成する。
プランジャー２３０の外壁２３６は先端側リング２４０、基端側リング２４１及び中央リング２４２を備える。これらは弾性変形可能で外側２３６から径方向外方へ突出しており、プランジャー２３０と一緒になって、バレル２２０の作用部の最大径をわずかに越える最小径を有する。これらのリングはシールを形成するが、バレル２２０の内壁２２１と摺動可能に係合する。
プランジャー２３０の内壁２３８は、プランジャー駆動用シリンダー２５０の雄ねじ２７０を受けて係合する雌ねじ２４３を備えている。液体の吸引と患者への注射に先立って、プランジャー駆動用シリンダー２５０はプランジャー２３０内に完全にねじ込まれ、ねじ２４３がねじ２７０に噛み込む。
図２６を参照すると、プランジャーロッド２８０がプランジャー駆動用シリンダー２５０に挿入され、フランジ２８４はプランジャー駆動用シリンダーの内側、つまり、プランジャー駆動用シリンダーのハンドル２６２を丁度過ぎた位置にある。プランジャーロッド２８０のノブ２８６及びフランジ２８４は、プランジャーロッド２８０のプランジャー駆動用シリンダー２５０内での動きを規制するストッパー手段の役目を有する。距離Ｘは、ストッパー手段として機能するフランジ２８４及びノブ２８６によって制御される、プランジャー駆動用シリンダー内におけるプランジャーロッドの動きの許容距離（突出距離という）である。図２６に示されている組み立てられた注射器の長手方向の断面は、組み立てられた注射器の各部を明らかにしている。ここで、
Ｘはフランジ２８４とノブ２８６との間の距離である。
Ｙはプランジャー２８０の全長であり、プランジャーロッド先端２８２とノブ２８６との間で測られる。
Ｚは注射器バレル２２０の作用部の全長である。
Ｗはプランジャー駆動用シリンダー２５０とプランジャー２３０との全長である。
図２６と強調された図２８とに示すように、プランジャーロッドが基本位置にある。即ち、プランジャーロッド先端がプランジャー２３０の内面２３４に達しておらず、力を加えていない。この基本位置においてフランジ２８４はプランジャー駆動用シリンダー２５０のハンドル２６２に当接する。
図２７及び２９に、プランジャーロッド２８０が突出位置にあるときの注射器組み立て品２１０が描かれている。ノブ２８６はハンドル２６２に押し付けられ、プランジャーロッド先端２８２はプランジャー２３０の内面２３４に力を加える。この力によってプランジャー２３０が周部変形する。プランジャー２３０の外側凸面２３２は距離”ａ”だけ伸長し、一方、先端側リング２４０、基端側リング２４１及び中央リング２４２は弾性強力によって、それぞれ距離“ｂ”，“ｃ”及び“ｄ”だけ内方へ引っ張られる。図示のように、距離“ａ”が最も大きく、次いで距離“ｂ”，“ｃ”，“ｄ”の順に小さくなる。このプランジャーの周部変形は注射器からヘッドガスを放出する。即ち、注射器が呼吸する。プランジャーロッド２８０に加えた力を緩めると、プランジャー２３０が静止状態に戻ってバレル２２０内に負圧が発生し、所望の部位であることを示す患者からの体液が吸い取られる。そして注射が始まる。それから操作者は再びプランジャーロッド２８０に力を加え、その結果、注射器の呼吸に関して述べたのと同じプランジャー２３０の周部変形が生ずる。基端側リング２４１、先端側リング２４０及び中央リング２４２に関して、これらがバレル２２０の内壁２２１に与える力が、周部変形によって作り出された距離“ｂ”，“ｃ”及び“ｄ”に比例して減少することは明らかである。その結果、プランジャーはバレル内を比較的容易に移動して注射部位への液体の供給を容易にする。この利点は、予め充填された注射器が長期間保管されており、その間にプランジャーがバレル内にくっついて、プランジャーとバレルの内壁との界面の力が軸方向に極めて破れにくくなっている場合に一層顕著になる。本発明のこの実施形態において、プランジャーに加えられる力は先端側リング、基端側リング及び中央リングを内方に引っぱり、プランジャーとバレルの内壁との間の界面の力を大幅に低減する。
通常は予め充填した注射器に用いられる注射器組み立て品を構成するＸ，Ｙ，Ｚ及びＷの最も効果的な長さとそれらの比率を見付けるための実験を行った。典型的な範囲を以下に示す。
Ｘの長さ：０．０１０〜０．７５０インチ（０．２５４〜１９．１ｍｍ）
Ｙの長さ：２．０００〜６．０００インチ（５０．８〜１５２．４ｍｍ）
Ｚの長さ：６．０００〜１０．０００インチ（１５２．４〜２５４ｍｍ）
Ｗの長さ：１．９９０〜５．９９９インチ（５０．５〜１５２．２ｍｍ）
これらの比率は次の通りである。
Ｘ／Ｙ  ０．３７５〜０．００２
Ｘ／Ｚ  ０．１２５〜０．００１
Ｙ／Ｚ  １．０００〜２．０００
Ｗ／Ｘ  ２．６５０〜５９９
Ｗ／Ｙ  ０．３３２〜２．９９９
Ｗ／Ｚ  ０．１９９〜０．９８８
プランジャーロッド２８０の突出長はＸのＹに対する比で定義され、注射器バレル２２０の内壁２２１からプランジャー２３０が離脱する力に大きく影響する。
この実施形態の動作は以下の通りである。
予めプランジャーロッド２８０と組み立てられたプランジャー駆動用シリンダー２５０が、注射器バレル２２０の基端部に入れられたプランジャー２３０にねじ込まれ、雌ねじ２４３が雄ねじ２７０に完全に係合する。プランジャーロッド２８０はこの時点でプランジャー駆動シリンダー２５０内の基本又は静止位置にある。即ち、フランジ２８４はプランジャー駆動用シリンダー２５０のハンドル２６２に対して位置し、プランジャーロッド先端２８２はプランジャー２３０の内面２３４に力を加えない。皮下注射針が注射器バレル２２０の先端２２２に取り付けられる。医師はそれから従来の静脈穿刺技術を用いて、血管等の所望の部位へ挿入する。次の医師はプランジャーロッド２８０のノブ２８６に力を加え、これによってノブ２８６がプランジャー駆動用シリンダー２５０のハンドル２６２に対して押し付けられる。次に。プランジャーロッド２８０の先端２８４がプランジャー２３０の内面２３４に対して押し付けられ、その結果、プランジャーの周囲変形が生ずる。プランジャー２３０の凸面２３２は先端側へ距離“ａ”だけ伸長し、一方、先端側リング２４０、基端側リング２４１及び中央リング２４２は弾性張力によってそれぞれ距離“ｂ”，“ｃ”及び“ｄ”だけ内方へ引っ張られる。このプランジャーの周部変形は注射器からヘッドガスを放出する。即ち、注射器が呼吸する。同時に、プランジャー２３０によって注射器バレル２２０の壁２２１にかけられた力は大きく低減され、呼吸後の注射プロセスを容易に実行することができる。プランジャーロッド２８０に加えた力を緩めると、プランジャー２３０が元の状態に戻ってバレル２２０内に負圧が発生し、所望の部位であることを示す患者からの体液が吸い取られる。そして注射が始まる。もし体液が抜き取られないなら、注射部位が変えられ、吸引プロセスが繰り返される。この時点で医師は液体を部位に注射する準備ができており、最後にプランジャーロッド２８０及びプランジャー駆動用シリンダー２５０に力を加える。加えられた力は注射器の呼吸に関して述べたのと同じプランジャー２３０の周部変形が生ずる。基端側リング２４１、先端側リング２４０及び中央リング２４２に関して、これらがバレル２２０の内壁２２１に与える力が、周部変形によって作り出された距離“ｂ”，“ｃ”及び“ｄ”に比例して減少することは明らかである。その結果、プランジャーはバレル内を比較的容易に移動して注射部位への液体の供給を容易にする。この利点は、予め充填された注射器が長期間保管されており、その間にプランジャーがバレル内にくっついて、プランジャーとバレルの内壁との界面の力が軸方向に極めて破れにくくなっている場合に一層顕著になる。本発明のこの実施形態において、プランジャーに加えられる力は先端側リング、基端側リング及び中央リングを内方に引っぱり、プランジャーとバレルの内壁との間の界面の力を大幅に低減する。
本発明の好適な実施形態の注射器は、上述のように、吸引及び注射の両方にとって理想的な注射器の属性の多くを備えていると考えられる。すなわち、この注射器は構造が簡単で、従って製造コストを最小化でき、操作が簡単で、片手で取り扱うことができ、各注射器又はカートリッジの複合的な自己吸引動作が可能である。注射器又はカートリッジ内にある空気を自己吸引動作の開始前に、又は注射物の注射に必要な一連の動作中の任意の時に放出することができ、この際、任意の時点での自己吸引動作を妨げることは無いし、自己吸引動作を無効にすることもない。
【図１】
0003665646.tif 000002
【図２】
0003665646.tif 000003
【図３】
0003665646.tif 000004
【図４】
0003665646.tif 000005
【図５】
0003665646.tif 000006
【図６】
0003665646.tif 000007
【図７】
0003665646.tif 000008
【図８】
0003665646.tif 000009
【図９】
0003665646.tif 000010
【図１０】
0003665646.tif 000011
【図１１】
0003665646.tif 000012
【図１２】
0003665646.tif 000013
【図１３】
0003665646.tif 000014
【図１４】
0003665646.tif 000015
【図１５】
0003665646.tif 000016
【図１６】
0003665646.tif 000017
【図１７】
0003665646.tif 000018
【図１８】
0003665646.tif 000019
【図２０】
0003665646.tif 000020
【図１９】
0003665646.tif 000021
【図２１】
0003665646.tif 000022
【図２２】
0003665646.tif 000023
【図２３】
0003665646.tif 000024
【図２４】
0003665646.tif 000025
【図２５】
0003665646.tif 000026
【図２６】
0003665646.tif 000027
【図２７】
0003665646.tif 000028
【図２８】
0003665646.tif 000029
【図２９】
0003665646.tif 000030