(57)【要約】【課題】プランジャの先端部の形状を効率良く設計しうる。【解決手段】薬液充填タイプの注射器Ｈを、コンピュータ１を用いて設計するための方法である。この設計方法では、コンピュータ１が、バレルモデル２１にガスケットモデル２６のみが圧縮状態で装着されたときのガスケットモデル２６の変形形状を計算する第１変形計算ステップＳ３、圧縮状態のガスケットモデル２６の凹部２８の形状に基づいて、プランジャ４の先端部１６の形状を設計するステップＳ４、圧縮状態のガスケットモデル２６の凹部２８に、プランジャモデル３１の先端部３４を挿入して、ガスケットモデル２６の摺動抵抗Ｆ２に関する物理量を計算する第２変形計算ステップＳ６、及び、物理量に基づいて、プランジャ４の先端部１６の形状を評価するステップＳ８を含む。【選択図】図４
2014104131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側に注射針が接続可能な出口を有しかつ他端側が開放された開口部をなす筒状のバレルと、
前記バレルの他端側に圧縮状態で装着されかつ前記他端側の面に凹部が形成されたガスケットと、
先端部が前記ガスケットの前記凹部に挿入されるとともに前記ガスケットを前記一端側に押すことにより、前記出口から薬液を射出させるための棒状のプランジャとを有し、
しかも、前記出口がキャップ体で閉塞され、かつ、前記開口部が前記ガスケットで閉塞された前記バレルの気密空間に予め薬液が充填される薬液充填タイプ用の注射器を、コンピュータを用いて設計するための方法であって、
前記コンピュータに、前記バレルを有限個の要素でモデル化したバレルモデルを入力するステップ、
前記コンピュータに、前記凹部を有する前記ガスケットを、有限個の要素でモデル化したガスケットモデルを入力するステップ、
前記コンピュータが、前記バレルモデルに前記ガスケットモデルのみが圧縮状態で装着されたときの前記ガスケットモデルの変形形状を計算する第１変形計算ステップ、
前記圧縮状態の前記ガスケットモデルの前記凹部の形状に基づいて、前記プランジャの前記先端部の形状を設計するステップ、
前記コンピュータに、設計された前記プランジャの先端部を、有限個の要素でモデル化したプランジャモデルを入力するステップ、
前記コンピュータが、前記圧縮状態の前記ガスケットモデルの前記凹部に、前記プランジャモデルの前記先端部を挿入して、前記ガスケットモデルを前記一端側に移動させたときの摺動抵抗に関する物理量を計算する第２変形計算ステップ、及び、
前記物理量に基づいて、前記プランジャの前記先端部の形状を評価するステップを含むことを特徴とする注射器の設計方法。
【請求項２】
前記バレルモデル、前記ガスケットモデル及び前記プランジャモデルは、前記バレルの中心軸を含む断面形状に基づいた二次元モデルである請求項１に記載の注射器の設計方法。
【請求項３】
前記第１変形計算ステップは、前記バレルモデルの内径を大きくし、その内側に前記ガスケットモデルを配置する拡径ステップ、及び、前記ガスケットモデルが配置された後、前記バレルモデルの内径を元に戻して前記ガスケットモデルの変形計算を行う縮径ステップとを含む請求項１又は２に記載の注射器の設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プランジャの先端部の形状を効率良く設計しうる注射器の設計方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２に示されるように、医療分野においては、薬液Ｍが予め充填された注射器Ｈが広く用いられている。このタイプの注射器Ｈは、一端側Ｔ１に注射針が接続可能な出口７を有する筒状のバレル２と、出口７を閉塞するキャップ体１０と、バレル２の他端側Ｔ２に圧縮状態で装着されるガスケット３と、ガスケット３を一端側Ｔ１に押すことにより、出口７から薬液Ｍを射出させるプランジャ４とを含んで構成されている。また、ガスケット３の他端側Ｔ２の面には、凹部１１が形成されている。この凹部１１には、プランジャ４の先端部１６が挿入される。
【０００３】
注射器Ｈの製造工程では、バレル２に薬液Ｍが注入される。薬液Ｍは、バレル２に装着されたキャップ体１０及びガスケット３で封止される。次に、ガスケット３の凹部１１に、プランジャ４の先端部１６が挿入される。関連する文献としては次のものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１４７８５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、プランジャ４の先端部１６は、ガスケット３の凹部１１の形状に基づいて設計されている。しかしながら、図１５に示されるように、ガスケット３がバレル２に圧縮状態で装着されると、凹部１１の内径Ｄ３が、装着される前に比べて小さくなるため、プランジャ４の先端部１６が、凹部１１に挿入し難くなるという問題があった。
【０００６】
また、プランジャ４の先端部１６が凹部１１に挿入された場合でも、先端部１６の外側面１６ｏが、凹部１１の内側面１１ｉを径方向外側に押圧し、ガスケット３とバレル２との摺動抵抗が大きくなることがある。これは、ガスケット３のスライド性能を低下される。このように、注射器の設計段階では、プランジャ４の先端部１６の形状を特定することが難しいため、先端部１６の形状を効率良く設計しうる注射器の設計方法が強く求められていた。
【０００７】
本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、プランジャの先端部の形状を効率良く設計しうる注射器の設計方法を提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のうち請求項１記載の発明は、一端側に注射針が接続可能な出口を有しかつ他端側が開放された開口部をなす筒状のバレルと、前記バレルの他端側に圧縮状態で装着されかつ前記他端側の面に凹部が形成されたガスケットと、先端部が前記ガスケットの前記凹部に挿入されるとともに前記ガスケットを前記一端側に押すことにより、前記出口から薬液を射出させるための棒状のプランジャとを有し、しかも、前記出口がキャップ体で閉塞され、かつ、前記開口部が前記ガスケットで閉塞された前記バレルの気密空間に予め薬液が充填される薬液充填タイプ用の注射器を、コンピュータを用いて設計するための方法であって、前記コンピュータに、前記バレルを有限個の要素でモデル化したバレルモデルを入力するステップ、前記コンピュータに、前記凹部を有する前記ガスケットを、有限個の要素でモデル化したガスケットモデルを入力するステップ、前記コンピュータが、前記バレルモデルに前記ガスケットモデルのみが圧縮状態で装着されたときの前記ガスケットモデルの変形形状を計算する第１変形計算ステップ、前記圧縮状態の前記ガスケットモデルの前記凹部の形状に基づいて、前記プランジャの前記先端部の形状を設計するステップ、前記コンピュータに、設計された前記プランジャの先端部を、有限個の要素でモデル化したプランジャモデルを入力するステップ、前記コンピュータが、前記圧縮状態の前記ガスケットモデルの前記凹部に、前記プランジャモデルの前記先端部を挿入して、前記ガスケットモデルを前記一端側に移動させたときの摺動抵抗に関する物理量を計算する第２変形計算ステップ、及び、前記物理量に基づいて、前記プランジャの前記先端部の形状を評価するステップを含むことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２記載の発明は、前記バレルモデル、前記ガスケットモデル及び前記プランジャモデルは、前記バレルの中心軸を含む断面形状に基づいた二次元モデルである請求項１に記載の注射器の設計方法である。
【００１０】
また、請求項３記載の発明は、前記第１変形計算ステップは、前記バレルモデルの内径を大きくし、その内側に前記ガスケットモデルを配置する拡径ステップ、及び、前記ガスケットモデルが配置された後、前記バレルモデルの内径を元に戻して前記ガスケットモデルの変形計算を行う縮径ステップとを含む請求項１又は２に記載の注射器の設計方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の注射器の設計方法は、コンピュータが、バレルモデルにガスケットモデルのみが圧縮状態で装着されたときのガスケットモデルの変形形状を計算する第１変形計算ステップ、及び、圧縮状態のガスケットモデルの凹部の形状に基づいて、プランジャの先端部の形状を設計するステップを含む。
【００１２】
さらに、本発明の設計方法では、コンピュータに、設計されたプランジャの先端部を、有限個の要素でモデル化したプランジャモデルを入力するステップ、プランジャモデルの先端部を凹部に挿入して、ガスケットモデルを一端側に移動させたときの摺動抵抗に関する物理量を計算する第２変形計算ステップ、及び、物理量に基づいて、プランジャの先端部の形状を評価するステップを含む。
【００１３】
このように、本発明の設計方法では、コンピュータを用いたシミュレーションにより、圧縮状態のガスケットの凹部に確実に挿入しうるプランジャの先端部を設計することができるため、設計効率を高めることができる。しかも、本発明の設計方法では、ガスケットの摺動抵抗に関する物理量に基づいて、プランジャの先端部の形状が評価されるため、プランジャのスライド性能に優れた注射器を設計することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態の設計方法を実行するコンピュータの斜視図である。
【図２】注射器の側面図である。
【図３】バレル、ガスケット及びプランジャを分解して示す注射器の部分断面図である。
【図４】本実施形態の設計方法を示すフローチャートである。
【図５】バレルモデルを視覚化して示す平面図である。
【図６】ガスケットモデルを視覚化して示す平面図である。
【図７】本実施形態の第１計算ステップを示すフローチャートである。
【図８】（ａ）、（ｂ）は、拡径ステップを説明する平面図、（ｃ）は、縮径ステップを説明する平面図である。
【図９】プランジャの先端部の形状を設計するステップを説明する平面図である。
【図１０】プランジャモデルを視覚化して示す平面図である。
【図１１】本実施形態の第２計算ステップを示すフローチャートである。
【図１２】（ａ）は、ガスケットモデルの凹部に、先端部を挿入したプランジャを示す平面図、（ｂ）は、一端側に移動したガスケットモデル２６を示す平面図である。
【図１３】ガスケットモデルの接触応力のコンター図である。
【図１４】ガスケットモデルの移動量とガスケットモデルの摺動抵抗との関係を示すグラフである。
【図１５】図２の注射器の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
本実施形態の注射器の設計方法（以下、単に「設計方法」ということがある）は、注射器のプランジャの先端部の形状を、コンピュータを用いて能率的に設計するための方法である。
【００１６】
図１に示されるように、コンピュータ１は、本体１ａ、キーボード１ｂ、マウス１ｃ及びディスプレイ装置１ｄを含む。この本体１ａには、演算処理装置（ＣＰＵ）、ＲＯＭ、作業用メモリー、磁気ディスクなどの記憶装置、及び、ディスクドライブ装置１ａ１、１ａ２などが設けられる。なお、記憶装置には、本実施形態の設計方法を実行するための処理手順（プログラム）が予め記憶される。
【００１７】
図２に示されるように、注射器Ｈは、バレル２と、バレル２に圧縮状態で装着されるガスケット３と、バレル２から薬液Ｍを射出させるプランジャ４とを含んでいる。本実施形態の注射器Ｈは、バレル２の気密空間に予め薬液Ｍが充填される薬液充填タイプ用として利用される。
【００１８】
バレル２は、薬液Ｍが充填される筒状の本体部６と、本体部６の一端側Ｔ１に注射針（図示省略）が接続可能な出口７と、本体部６の他端側Ｔ２が解放された開口部８と、本体部６の他端側Ｔ２で鍔状にのびるフランジ９とを含んで構成されている。また、バレル２には、出口７を閉塞するキャップ体１０が着脱自在に設けられている。
【００１９】
ガスケット３は、例えば、ゴム等の弾性体からなる。図３に示されるように、ガスケット３は、バレル２に装着される前において、その最大の外径Ｄ２がバレル２の本体部６の内径Ｄ１よりも大きい略円柱状に形成されている。
【００２０】
このようなガスケット３は、バレル２の開口部８から挿入されることにより、バレル２の他端側Ｔ２に圧縮状態で装着される。これにより、バレル２内の空間が気密に保持される。また、ガスケット３の他端側Ｔ２の面３Ｓには、プランジャ４が装着される有底の凹部１１が形成されている。この凹部１１は、円筒状に形成されている。
【００２１】
図２に示されるように、プランジャ４は、棒状の基部１５と、基部１５の一端側Ｔ１で、ガスケット３の凹部１１に挿入される先端部１６と、基部１５の他端側Ｔ２で鍔状にのびるフランジ１７とを含んで構成されている。図３に示されるように、先端部１６は、バレル２に装着前のガスケット３の凹部１１の内径Ｄ３よりも小さい外径Ｄ４を有する円筒状に形成されている。
【００２２】
このようなプランジャ４は、図２に示されるように、先端部１６がガスケット３の凹部１１に挿入されて、一端側Ｔ１への外力Ｆ１が加えられることにより、ガスケット３を一端側Ｔ１に押してスライドさせることができる。このガスケット３のスライドにより、バレル２の内部に充填された薬液Ｍを、出口７から射出させることができる。
【００２３】
図４には、本実施形態の設計方法の具体的手順が示されている。本実施形態では、先ず、コンピュータ１に、バレル２（図２に示す）をモデル化したバレルモデルが入力される（ステップＳ１）。
【００２４】
図５に示されるように、バレルモデル２１は、図２に示したバレル２を、数値解析法により取り扱い可能な有限個の要素２２でモデル化（離散化）することにより設定される。数値解析法として、本実施形態では有限要素法が採用される。
【００２５】
図２に示されるように、バレル２は、その中心軸Ｃを中心とする回転対称性を有している。このため、図５に示されるように、バレルモデル２１は、バレル２の中心軸Ｃを含む断面形状に基づいた二次元モデルとして設定される。本実施形態のバレルモデル２１は、中心軸Ｃに関して半分で定義されるため、三次元モデルに比べて、要素２２の個数を大幅に少なくすることができ、計算時間を短縮しうる。なお、中心軸Ｃには、固定の境界条件が設定されている。
【００２６】
本実施形態のバレルモデル２１には、図２で示したバレル２の本体部６、出口７、開口部８及びフランジ９のうち、本体部６の他端側Ｔ２の一部、及び、開口部８のみをモデル化した本体部２３及び開口部２４が含まれる。このように、バレルモデル２１は、本体部６の一部、及び、開口部８のみを限定してモデル化されるため、モデル化に要する時間、及び、計算時間が短縮される。また、ステップＳ１では、バレルモデル２１の本体部２３の内径Ｄ５が、バレル２の本体部６の内径Ｄ１（図３に示す）と同一に設定されている。
【００２７】
本実施形態の要素２２としては、四辺形要素が用いられているが、これ以外にも、例えば、複雑な形状を表現するのに適した三角形要素などが用いられても良い。また、各要素２２には、要素番号、節点２２ｓの番号、節点２２ｓの座標値、及び、バレル２（図２に示す）の材料特性（例えば密度、ヤング率又は減衰係数等）などの数値データが定義される。これらの数値データは、コンピュータ１に記憶される。
【００２８】
次に、コンピュータ１に、ガスケット３（図２で示す）をモデル化したガスケットモデルが入力される（ステップＳ２）。
【００２９】
図６に示されるように、ガスケットモデル２６は、バレルモデル２１と同様に、有限個の要素２７でモデル化（離散化）することによって設定される。図２に示したように、ガスケット３は、バレル２と同様に、バレル２の中心軸Ｃを中心とする回転対称性を有している。このため、図６に示されるように、ガスケットモデル２６も、バレル２の中心軸Ｃを含む断面形状に基づいた二次元モデルとして設定される。
【００３０】
また、ガスケットモデル２６には、ガスケット３（図２に示す）と同様に、凹部２８が設定されている。このステップＳ２では、ガスケットモデル２６の外径Ｄ６が、装着前のガスケット３の最大の外径Ｄ２（図３に示す）と同一に設定されている。さらに、凹部２８の内径Ｄ７は、装着前のガスケット３の内径Ｄ３（図３に示す）と同一に設定されている。
【００３１】
要素２７は、バレルモデル２１の要素２２と同様に、要素番号、節点２７ｓの番号、節点２７ｓの座標値、及び、ガスケット３（図２に示す）の材料特性（例えば密度、ヤング率又は減衰係数等）などの数値データが定義される。これらの数値データは、コンピュータ１に記憶される。
【００３２】
次に、コンピュータ１が、バレルモデル２１にガスケットモデル２６のみが圧縮状態で装着されたときのガスケットモデル２６の変形形状を計算する第１変形計算ステップＳ３が行われる。図７には、本実施形態の第１変形計算ステップＳ３の具体的な処理手順が示されている。
【００３３】
本実施形態の第１変形計算ステップＳ３では、先ず、バレルモデル２１の内径Ｄ１を大きくする拡径ステップＳ３１が行われる。この拡径ステップＳ３１では、図８（ａ）に示されるように、バレルモデル２１の本体部２３の内径Ｄ５が、ステップＳ１でのバレルモデル２１の内径Ｄ１、及び、ステップＳ２でのガスケットモデル２６の外径Ｄ６（図８（ｂ）に示す）よりも大に設定されている。そして、図８（ｂ）に示されるように、拡径されたバレルモデル２１の内側に、ガスケットモデル２６が配置される。なお、この拡径ステップＳ３１において、バレルモデル２１の内径Ｄ５は、例えば、ガスケットモデル２６の外径Ｄ６よりも大きければ適宜設定することができる。
【００３４】
次に、バレルモデル２１の内径Ｄ５を元に戻す縮径ステップＳ３２が行われる。この縮径ステップＳ３２では、図８（ｃ）に示されるように、バレルモデル２１の本体部２３の内径Ｄ５が、ステップＳ１でのバレルモデル２１の内径Ｄ１と同一になるように復元される。ガスケットモデル２６は、中心軸Ｃにおいて、固定の境界条件が設定されているため、バレルモデル２１の本体部２３によって径方向内側に押圧され、ガスケットモデル２６の圧縮変形が計算される。このような圧縮変形の計算により、バレルモデル２１に圧縮状態で装着されたガスケットモデル２６の変形形状を計算することができる。また、ガスケットモデル２６の圧縮変形により、凹部２８が、圧縮変形前の凹部２８（図８（ｂ）に示す）に変形している。
【００３５】
ガスケットモデル２６の変形計算は、各要素２７（図６に示す）の形状及び材料特性などをもとに、要素２７の質量マトリックス、剛性マトリックス及び減衰マトリックスがそれぞれ作成され、これらのマトリックスを組み合わせて全体の系のマトリックスが作成される。そして、コンピュータ１が、各種の条件を当てはめて運動方程式を作成して、これらを単位時間Ｔｘ（ｘ＝０、１、…）ごと（例えば、１μ秒ごと）にガスケットモデル２６の変形計算を行う。このような変形計算は、例えば、JSOL社製のLS-DYNAなどの市販の有限要素解析アプリケーションソフトを用いて計算することができる。
【００３６】
本実施形態の第１変形計算ステップＳ３では、ガスケットモデル２６の径方向内側への圧縮変形のみを計算することにより、バレルモデル２１に圧縮状態で装着されたガスケットモデル２６を設定することができる。これにより、本実施形態では、例えば、バレルモデル２１の開口部２４にガスケットモデル２６を挿入して変形計算を行う場合に比べて、ガスケットモデル２６とバレルモデル２１とのスライド摩擦などの計算を、省略することができる。従って、本実施形態の第１変形計算ステップＳ３は、計算時間が短縮される。
【００３７】
なお、第１変形計算ステップＳ３では、上述したように、バレルモデル２１の開口部２４にガスケットモデル２６を挿入して変形計算が行われてもよい。このような方法によれば、より現実に近似した状態で、ガスケットモデル２６の変形計算を行うことができるため、シミュレーション精度を向上させることができる。
【００３８】
次に、図９に示されるように、圧縮状態のガスケットモデル２６の凹部２８の形状に基づいて、プランジャ４の先端部１６の形状を設計するステップＳ４が行われる。このステップＳ４では、プランジャ４の先端部１６の外径Ｄ４が、圧縮状態のガスケットモデル２６の凹部２８の内径Ｄ７よりも小に設定される。これにより、本実施形態のステップＳ４では、圧縮状態のガスケット３の凹部１１（図３に示す）に、確実に挿入しうる先端部１６を設計することができる。
【００３９】
また、プランジャ４の先端部１６の外径Ｄ４が、圧縮状態のガスケットモデル２６の凹部２８の内径Ｄ３よりも小に設定されるため、先端部１６と凹部２８との間に隙間２９が形成される。隙間２９は、プランジャ４の先端部１６が、凹部２８の内側面２８ｉを径方向外側に押圧するのを抑制できる。従って、設計されたプランジャ４は、ガスケット３の外側面３ｏ（図２に示す）と、バレル２の内面２ｉ（図２に示す）との摺動抵抗の増加を抑制できるため、ガスケット３のスライド性能を向上しうる。なお、内径Ｄ３は、凹部２８において変化する場合、最小値で特定される。
【００４０】
次に、コンピュータ１に、設計されたプランジャ４の先端部１６をモデル化したプランジャモデルを入力する（ステップＳ５）。
【００４１】
図１０に示されるように、プランジャモデル３１は、バレルモデル２１及びガスケットモデル２６と同様に、プランジャ４を有限個の要素３２でモデル化（離散化）することにより設定される。図２に示したように、プランジャ４は、バレル２やガスケット３と同様に、バレル２の中心軸Ｃを中心とする回転対称性を有している。このため、図１０に示されるように、プランジャモデル３１も、バレル２の中心軸Ｃを含む断面形状に基づいた二次元モデルとして設定される。
【００４２】
本実施形態のプランジャモデル３１には、図２に示した基部１５、先端部１６及びフランジ１７のうち、基部１５の一端側Ｔ１の一部、及び先端部１６のみがモデル化された基部３３、先端部３４が含まれる。このように、プランジャモデル３１は、基部１５の一端側Ｔ１の一部、及び、先端部１６のみを限定してモデル化されるため、計算時間が短縮される。
【００４３】
また、各要素３２には、要素番号、節点３２ｓの番号、節点３２ｓの座標値、及び、プランジャ４の材料特性（例えば密度、ヤング率又は減衰係数等）などの数値データが定義される。これらの数値データは、コンピュータ１に記憶される。
【００４４】
次に、コンピュータ１が、ガスケットモデル２６の摺動抵抗に関する物理量を計算する（第２変形計算ステップＳ６）。図１１には、本実施形態の第２変形計算ステップＳ６の具体的な処理手順が示されている。
【００４５】
この第２変形計算ステップＳ６では、先ず、図１２（ａ）に示されるように、コンピュータ１が、プランジャモデル３１の先端部３４を、圧縮状態のガスケットモデル２６の凹部２８に挿入する（ステップＳ６１）。本実施形態のステップＳ６１では、プランジャモデル３１とバレルモデル２１とを中心軸Ｃに一致させて、先端部３４を凹部２８に挿入する。プランジャ４の先端部３４の外径Ｄ４（図９（ａ）に示す）は、圧縮状態のガスケットモデル２６の凹部２８の内径Ｄ３（図９（ａ）に示す）よりも小に設定されるため、先端部３４を凹部２８にスムーズに挿入することができる。
【００４６】
次に、図１２（ｂ）に示されるように、コンピュータ１が、ガスケットモデル２６を一端側Ｔ１に移動させたときの摺動抵抗Ｆ２に関する物理量を計算する（ステップＳ６２）。このステップＳ６２では、先ず、プランジャモデル３１に、一端側Ｔ１に向く外力Ｆ１が定義される。これにより、ガスケットモデル２６が、プランジャモデル３１に押圧されて、バレルモデル２１の内面２１ｉを摺動しながら、一端側Ｔ１に移動する状態を計算することができる。
【００４７】
このようなガスケットモデル２６の移動に伴う変形計算は、第１変形計算ステップＳ３と同様に、コンピュータ１が、各種の条件を当てはめて運動方程式を作成して、これらを単位時間Ｔｘ（ｘ＝０、１、…）ごと（例えば、１μ秒ごと）にガスケットモデル２６の変形計算を行う。これにより、ガスケットモデル２６を一端側Ｔ１に移動させたときの摺動抵抗Ｆ２に関する物理量を求めることができる。摺動抵抗Ｆ２に関する物理量としては、摺動抵抗（摩擦力）Ｆ２そのものや、摺動抵抗Ｆ２を求めるためのパラメータの一つであるガスケットモデル２６の接触応力等が含まれる。本実施形態では、摺動抵抗（摩擦力）Ｆ２、及び、ガスケットモデル２６の接触応力を求めている。
【００４８】
次に、コンピュータ１が、予め定められた終了時間が経過したか判断する（ステップＳ６３）。このステップＳ６３では、終了時間が経過したと判断した場合、第２変形計算ステップＳ６を終了させて、ガスケットモデル２６の摺動抵抗Ｆ２に関する物理量が出力される（ステップＳ７）。
【００４９】
一方、コンピュータ１が、終了時間が経過していないと判断した場合には、単位時間Ｔｘを一つ進めて（ステップＳ６４）、ステップＳ６２〜Ｓ６３が行われる。これにより、本実施形態では、ガスケットモデル２６の移動開始から終了までにおいて、単位時間Ｔｘごとに、ガスケットモデル２６の摺動抵抗Ｆ２に関する物理量を取得することができる。
【００５０】
ステップＳ７で出力される物理量には、例えば、ガスケットモデル２６の接触応力コンター図（図１３に示す）や、ガスケットモデル２６の移動量とガスケットモデル２６の外側面２６ｏ（図１０（ｂ）に示す）で測定される摺動抵抗Ｆ２との関係を示すグラフ（図１４に示す）が含まれる。
【００５１】
次に、ガスケットモデル２６の摺動抵抗Ｆ２に関する物理量に基づいて、プランジャモデル３１の先端部３４の形状を評価する（ステップＳ８）。このステップＳ８では、先ず、図１３に示される接触応力コンター図から、ガスケットモデル２６に作用する接触応力が評価される。
【００５２】
図１３から明らかなように、本実施形態のガスケットモデル２６は、凹部２８の径方向外側の接触応力が小さくなっている。これは、プランジャ４の先端部１６の外径Ｄ４が、圧縮状態のガスケットモデル２６の凹部２８の内径Ｄ３よりも小に設計されたことによるものものと考えられる。このように、ガスケットモデル２６の接触応力が小さくなると、摺動抵抗Ｆ２が小さくすることができ、スライド性能を向上しうる。一方、ガスケットモデル２６の接触応力が大きい場合は、摺動抵抗Ｆ２が大きくなり、スライド性能が低下する。このようなコンター図により、プランジャ４の先端部１６の形状を評価することができる。
【００５３】
次に、図１４に示されるグラフから、ガスケットモデル２６の外側面２６ｏでの摺動抵抗Ｆ２が、閾値の範囲内か否かが確認される。この摺動抵抗Ｆ２が、所定の閾値内であれば、設計されたプランジャ４の先端部１６の形状は、スライド性能を向上しうることを確認できる。一方、摺動抵抗Ｆ２が、所定の閾値を超える場合は、設計されたプランジャ４の先端部１６の形状では、スライド性能を十分に向上できないことを確認できる。なお、本実施形態の閾値は、７．０Ｎである。
【００５４】
そして、ステップＳ８では、上記評価により、設計されたプランジャ４の先端部１６の形状が良好と判断された場合、先端部１６の形状に基づいて、プランジャ４が製造される（ステップＳ９）。
【００５５】
一方、設計されたプランジャ４の先端部１６の形状が不良であると判断された場合には、先端部１６の形状を設計変更して（ステップＳ１０）、ステップＳ５〜Ｓ８が再度実施される。
【００５６】
このように、本実施形態では、ガスケットモデル２６の摺動抵抗Ｆ２に関する物理量に基づいて、設計されたプランジャ４の先端部１６の形状が評価されるため、スライド性能の優れた注射器Ｈを効率良く設計することができる。
【００５７】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【実施例】
【００５８】
図４に示した処理手順に従って、プランジャの先端部の形状（外径Ｄ４：４．４０mm）が設計された（実施例）。この実施例のプランジャの先端部の形状に基づいて、注射器が製造された。
【００５９】
また、比較のために、ガスケットがバレルに装着される前の凹部の形状に基づいて、プランジャの先端部の形状（外径Ｄ４：４．９０mm）が設計された（比較例）。この比較例のプランジャの先端部の形状に基づいて、注射器が製造された。
【００６０】
そして、実施例及び比較例の注射器において、プランジャの先端部が、ガスケットの凹部に挿入できるか否かが、テスターの目視によって確認された。さらに、実施例及び比較例の注射器において、ガスケットのスライド性能が、テスターの官能により評価された。なお、共通仕様は次の通りである。
【００６１】
バレルの内径Ｄ１：８．６５mm
ガスケット（圧縮前）：
最大の外径Ｄ２：８．９５mm
凹部の内径Ｄ３：５．００mm
外力Ｆ１：８．０（Ｎ）
【００６２】
テストの結果、実施例のプランジャの先端部は、バレルに装着されたガスケットの凹部に、スムーズに挿入できることが確認できた。一方、比較例のプランジャの先端部は、バレルに装着されたガスケットの凹部に挿入できなかった。さらに、実施例の注射器は、ガスケットのスライド性能が優れることが確認できた。従って、実施例の設計方法は、プランジャの先端部の形状を効率良く設計できることを確認できた。
【符号の説明】
【００６３】
２１      バレルモデル
２６      ガスケットモデル
２８      凹部
３１      プランジャモデル
３４      先端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１３】
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