(57)【要約】【課題】  装置全体の小型軽量化を実現するとともに実使用上十分な動作時間が確保された、利便性の高いペン型装置を得ること。【解決手段】  ペン型の筐体と、筐体内に収容された回路部４１と、駆動回路部の動作電源となるシート状の空気電池１０とを備え、空気電池は、正極１側が外側となる状態で筐体の軸７０を中心軸とする略筒状となるように湾曲している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペン型の筐体と、
前記筐体内に収容された回路部と、
前記回路部の動作電源となるシート状の空気電池とを備え、
前記空気電池は、正極側が外側となる状態で前記筐体の軸を中心軸とする略筒状となるように湾曲していることを特徴とする、ペン型装置。
【請求項２】
前記空気電池が、前記筐体の内部に収容され、前記空気電池が収容された部分の前記筐体に外部空間と連通する開口が形成されている、請求項１に記載のペン型装置。
【請求項３】
前記空気電池が、前記筐体の外表面に装着されている、請求項１に記載のペン型装置。
【請求項４】
前記空気電池は、樹脂フィルムにより構成された外装体を備えた、請求項１に記載のペン型装置。
【請求項５】
前記空気電池は、正極の集電体として多孔質カーボンシートを備えた、請求項１に記載のペン型装置。
【請求項６】
前記空気電池は、金属シートにより構成された負極を備えた、請求項１に記載のペン型装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のペン型装置であって、
薬剤を患者に投与する薬剤投与装置であるペン型装置。
【請求項８】
前記筐体の中心軸部分に薬剤を投与するための薬剤送出機構部が配置された、請求項７に記載のペン型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、患者が自身で薬剤を投与できるように構成され、装置内部に駆動回路部を備えたペン型薬剤投与装置などのペン型装置に関し、特に、装置全体が小型軽量化されたペン型装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インシュリンの定期的な投与が必要な糖尿病患者などが携帯し、自身で薬剤を投与することができるペン型薬剤投与装置が普及している。ペン型薬剤投与装置は、持ち歩くことを前提としてペン型の筐体内に投与する薬剤が収容されているため、取り扱いに注意を要する注射器などと比べて使用しやすく、定期的に薬剤の投与が必要な患者の負担軽減に役立っている。
【０００３】
このようなペン型薬剤投与装置として、近年では、ポンプ機構を用いて手動で薬剤を投与できるだけではなく、動作電源によって駆動する駆動回路部としてメモリ素子や表示デバイスを備えて、薬剤の投与回数や投与量、投与時間を記録、表示することができるものが実用化されている。また、駆動回路部として通信手段を備えてスマートフォンなどの他の携帯型電子機器と連携して薬剤投与を管理したり、投与時間であることを患者に報知したりするもの、さらには、薬剤の供給機構を備えて自動的な薬剤投与を可能としたものなど、小型電子機器としての各種機能を備えて利用者の利便性をさらに向上させたものが開発されている。
【０００４】
このような駆動回路部を備えたペン型薬剤投与装置として、インシュリンの投与機構に加えて、患者の体から採取された血液試料を分析する分析手段と、得られた分析結果に基づいて最適な薬剤の投与量を算出・表示するプロセッサと表示器を備えたものが提案されている（特許文献１参照）。また、ペン型の筐体内にデータ送受信機構を備えて患者が所持するスマートフォンとの間でデータ通信を行って、薬剤投与履歴を管理するものが提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３４０４５０２号公報
【特許文献２】特表２０１７−５２９９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このようなペン型薬剤投与装置は、小型多機能化が進む各種の電子回路技術が搭載された駆動回路部を備えることで、ペン型薬剤投与装置を、単に持ち運びが容易な注射器という概念から、薬剤投与を前提として患者の各種情報を管理する医療用機器という位置づけのものに変えつつある。
【０００７】
このような、駆動回路部を備えたペン型薬剤投与装置では、駆動回路部の動作電源としての電池が必要となる。従来のペン型薬剤投与装置では、動作電源として小型の筒型電池やボタン型電池（コイン型電池）が用いられ、１つまたは複数個の電池が、装置の軸に沿った方向に配置されて装置の後端部分の筐体内部に収容されていた。
【０００８】
しかし、ペン型薬剤投与装置の主たる機能である薬剤の投与を実現する機構は、装置の略中心軸部分に沿って配置されるため、当該薬剤を投与する機構が形成されている部分には電池を配置することができず、電池収容部の分だけ装置の長さが長くなってしまっていた。一方、電池を、薬剤を投与する機構部分に並べて配置する構成では、その部分の筐体の径が大きくなることが避けられず、患者にとって把持しにくく使いづらい形状の装置となっていた。
【０００９】
また、駆動電源として用いられている筒型電池やボタン型電池は、外郭部材が金属で構成されているため一定の重量を有し、薬剤投与装置全体の軽量化の妨げとなるとともに、投与装置の重量バランスが崩れ、患者にとって使用しづらいものとなっていた。さらに、電池を変形させることができないため、その配置が限定され、装置全体の設計に制約が設けられていた。
【００１０】
このような課題は、ペン型装置としてのペン型薬剤投与装置に限られず、全体としてペン型であり、かつ、中心軸部分に機能を発揮する上で不可欠な機構部品を備え、さらに電池を電源として動作する負荷回路を備えた各種のペン型装置に共通するものである。
【００１１】
本開示は、上記従来の課題を解決し、装置全体の小型軽量化を実現するとともに実使用上十分な動作時間が確保された、利便性の高いペン型装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため本願で開示するペン型装置は、ペン型の筐体と、前記筐体内に収容された回路部と、前記回路部の動作電源となるシート状の空気電池とを備え、前記空気電池は、正極側が外側となる状態で前記筐体の軸を中心軸とする略筒状となるように湾曲していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本願で開示するペン型装置は、回路部の動作電源として、正極を外側にして前記筐体の軸を中心軸とする略筒状となるように湾曲しているシート状の空気電池を備える。このため、実用上十分な動作時間を確保しつつ、小型軽量化を実現したペン型装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態にかかるペン型薬剤投与装置の外観を示す斜視図である。
【図２】駆動回路部の動作電源であるシート状の空気電池について、正極を外側にして筐体の軸に沿って円筒状に湾曲している状態を示す斜視図である。
【図３】シート状空気電池の構成を説明するための平面図である。
【図４】シート状空気電池の構成を説明するための断面構成図である。
【図５】第２の実施形態にかかるペン型薬剤投与装置の外観を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本開示にかかるペン型装置は、ペン型の筐体と、前記筐体内に収容された回路部と、前記回路部の動作電源となるシート状の空気電池とを備え、前記空気電池は、正極側が外側となる状態で前記筐体の軸を中心軸とする略筒状となるように湾曲している。
【００１６】
本開示にかかるペン型装置は、上記の構成を備えることで、軽量でありながら電池容量の大きな空気電池の特長を生かして、回路部の実用上十分な時間の動作を実現できる。さらに、シート状電池を筐体の軸を中心軸とする略筒状とすることで、筐体の中心軸部分に配置される機構部分と干渉することなく電池を配置することができ、装置全体の小型軽量化を実現できる。
【００１７】
上記本願で開示するペン型装置において、前記空気電池が、前記筐体の内部に収容され、前記空気電池が収容された部分の前記筐体に外部空間と連通する開口が形成されていることが好ましい。このようにすることで、回路部の動作電源である空気電池を筐体内に収容することができるとともに、筐体を大きくすることなく外部空間から正極活物質である空気を取り込んで空気電池の動作を確保することができる。
【００１８】
また、前記空気電池が、前記筐体の外表面に装着されていることが好ましい。このようにすることで、筐体の大きさを大きくすることなく、空気電池の動作に必要な正極活物質である空気が確実に正極に導入される構造を確保できて、回路部の実用十分な動作時間の確保と小型軽量化とが実現されたペン型薬剤投与装置を得ることができる。
【００１９】
さらに、前記空気電池は、樹脂フィルムにより構成された外装体を備えた構成とすることができる。また、前記空気電池は、正極の集電体として多孔質カーボンシートを備えた構成とすることができる。さらにまた、前記空気電池は、金属シートにより構成された負極を備えた構成とすることができる。
【００２０】
なお、本願で開示するペン型装置は、薬剤を患者に投与する薬剤投与装置として実現することができ、このようなペン型薬剤投与装置として、前記筐体の中心軸部分に薬剤を投与するための薬剤送出機構部が配置された構成とすることができる。
【００２１】
以下、本開示にかかるペン型装置について、糖尿病患者がインシュリンを投与するために用いるペン型薬剤投与装置を例として図面を参照して説明する。
【００２２】
なお、本実施形態の説明で用いる各図面、特に、動作電源であるシート状空気電池を示す図面は、空気電池を構成する各部材の形状とその配置位置の相互関係とをわかりやすく説明するものであり、各図に示した部材の大きさは、必ずしも実際の大きさを反映するものではない。
【００２３】
また、以下の説明はあくまで例示であって、本願で開示されるペン型装置は、下記実施形態として示されたものに限定されない。
【００２４】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施形態として例示するインシュリンを投与するペン型薬剤投与装置の構成例を説明するための斜視図である。
【００２５】
図１に示すように、第１の実施形態で説明するペン型薬剤投与装置１００は、前端側から順に、カートリッジ装着部２０、内部にシート状空気電池１０を収容した本体部３０、内部に駆動回路が搭載された回路部４１を収容した機能動作部４０、投与量セレクタ５０、作動ボタン６０を有している。ペン型薬剤投与装置１００は、その名称の通り、ペン型、すなわち、先端部分が後端部分よりも径小の略円筒形状の樹脂製の筐体によって構成されている。また、図１に示す符号７０は、ペン型薬剤投与装置１００の中心軸を示している。
【００２６】
先端のカートリッジ装着部２０内には、患者に投与されるインシュリンが収容されたインシュリンカートリッジ２１が装着される。インシュリンカートリッジ２１は、円柱状の容器であって、収容されているインシュリンの種類（成分濃度）や収容量が異なる複数の種類が用意されていて、使用者は自分の症状に応じた種類のインシュリンカートリッジ２１を選択して装着することができるとともに、使用済みのインシュリンカートリッジ２１を新しいものと交換することで、ペン型薬剤投与装置１００を繰り返し使用することができる。
【００２７】
なお、実際に使用者がインシュリンを投与する際には、インシュリンカートリッジ２１の先端に注射針が装着されるが、本実施形態では注射針の図示と詳細な説明は省略する。
【００２８】
本体部３０内部において、中心軸７０の近傍部分には、インシュリンカートリッジ２１内のインシュリンを送出するためのシリンダーやポンプなどの薬剤送出機構部が収容されている。なお、薬剤を投与するための薬剤送出機構部の図示と詳細な説明は省略する。
【００２９】
本体部において、中心軸７０近傍に配置された薬剤送出機構部の外側で、本体部３０の外郭を構成する円筒状の筐体の内側には、後述する回路部４１の動作電源となるシート状の空気電池１０が配置されている。
【００３０】
図２は、本体部内に収容されている状態の空気電池を示す斜視図である。
【００３１】
図２に示すように、シート状の空気電池１０は、正極１（図４参照）側が外側となるように筒状に湾曲している。上述のように、シート状の空気電池１０は、ペン型薬剤投与装置１００の本体部３０内において、薬剤送出機構部と筐体との間に配置されるため、空気電池１０単独で見た場合には、ペン型薬剤投与装置１００の中心軸７０に沿って、すなわち、中心軸７０を中心軸とする円筒形状となっている。
【００３２】
図２に示すように、正極１側を外側にして湾曲することで、空気電池１０の正極１側のシート状外装体６（図３、４参照）に形成されている空気孔７が、湾曲した状態の空気電池１０の外側に配置される。
【００３３】
これに対応して、ペン型薬剤投与装置１００の本体部３０の筐体には、複数の開口３１が形成されていて、本体部３０の内部の空気電池１０が収容されている空間とペン型薬剤投与装置１００の外部の空間とを連通している。この結果、本体部３０の開口３１を介して本体部３０の内部に配置されたシート状空気電池１０の空気孔７から正極１に空気が供給されて、空気電池１０が負荷回路である回路部４１に電力を供給することができる。
【００３４】
なお、ペン型薬剤投与装置１００の製造時における組み立ての容易性や誤差に対するマージンを考慮すると、本体部３０の筐体の内部に配置された状態で、シート状空気電池１０の外側表面と本体部３０の筐体の内側表面との間には若干の隙間が形成される。特に、シート状空気電池１０の外装体が樹脂フィルムにより構成されている場合、電池を湾曲させる際に、外装体の表面にわずかに凹凸が生じやすく、シート状空気電池１０の外側表面と本体部３０の筐体の内側表面とが接していても、前記筐体の内側表面に空気の流通系路を確保しやすくなる。このため、本体部３０に形成されている開口３１の配置位置を、シート状空気電池１０の空気孔７の配置場所と完全に一致させる必要はなく、他の部材の配置との関係上、シート状空気電池の配置場所から離れた位置に空気孔を形成することも可能となる。
【００３５】
このため、図１では、本体部３０に形成される開口３１の位置と個数について、図２に示す空気電池１０の空気孔７とあえて異なるように図示している。もちろん、空気電池１０の空気孔７の位置と、本体部３０の筐体の開口３１の位置とをそろえることも可能であるが、空気電池１０を本体部３０の内部に収容する際の製造上のばらつきなどを考慮すると、開口３１の径は空気孔７の径よりも大きくすることが好ましい。
【００３６】
さらに、図１では、本体部３０に形成された開口３１を円形のものとして図示したが、開口３１の形状は円形には限られない。また、本体部３０は、ペン型薬剤投与装置１００を使用する際に利用者が握る部分であることから、たとえば、開口を、複数の直線上のスリットが縦横方向に並んだ状態に形成するなど、本体部３０に要求される剛性を確保できる範囲において開口３１面積の合計がより大きくなるようにして、利用者が本体部３０を握っても、本体部３１の内部に十分な量の空気が供給されるように配慮することが好ましい。
【００３７】
なお、図２では、ペン型薬剤投与装置１００の中心軸７０に沿って略筒状に湾曲したシート状空気電池１０として、湾曲したときに対向する位置となるシート状空気電池の２つの辺がほぼ重なって、中心軸７０に垂直な面における形状がほぼ円形となるものを例示した。このようにすることで、シート状空気電池の正極の面積を最も大きくできるので、空気電池１０の発電効率をより向上させることができる。しかし、たとえば、複数の径を有するペン型薬剤投与装置に同じシート状空気電池１０を用いる場合などでは、空気電池の幅方向の長さが筐体の内周長よりも小さくなって、湾曲した状態での中心軸７０に垂直な面における空気電池１０の形状が略「Ｃ」字状となる場合もある。
【００３８】
一方で、中心軸７０にして垂直な面における形状が渦巻き状となる場合のように、空気電池の幅方向の両端部分が重なり合うようになると、その部分で空気電池１０の厚みが厚くなって本体部３０の筐体と薬剤送出機構との隙間に空気電池１０を収容できなくなるとともに、空気電池１０の表面に形成されている空気孔７が空気電池１０自身に覆われてしまうなどして、正極活物質である空気の取り込みが困難となる事態が想定される。
【００３９】
したがって、端部同士がごくわずか重複する場合を除いて、筐体内部に配置された状態でシート状空気電池１０が重ならないようにすることが好ましい。
【００４０】
なお、シート状空気電池１０の詳細については、後に詳述する。
【００４１】
ペン型薬剤投与装置１００の機能動作部４０は、利用者が投与した薬剤の量や投与時間の管理などを行い、ペン型薬剤投与装置１００に付加価値を与える部分である。本実施形態で説明するペン型薬剤投与装置１００では、機能動作部４０の内部に回路部４１が収容されている。また、機能動作部４０の筐体の表面には、表示部４２として小型のディスプレイ素子が配置されていて、薬剤の投与量などの各種情報を表示することができる。
【００４２】
機能動作部４０の中心軸７０近傍には、本体部３０と同様に薬剤送出機構や作動ボタン６０の動作を薬剤送出機構に伝える伝達機構などが配置され、回路部４１は中心軸７０の近傍部分を避けて配置されている。なお、図１では、図面の煩雑化を避けるために、回路部４１として略矩形の回路基板を１つのみ備えた状態を示しているが、回路部４１を構成する回路基板の個数や形状などは、当該回路部４１が発揮する機能によって適宜変更されるものであることは言うまでもない。
【００４３】
回路部４１としては、薬剤送出機構部に配置されたセンサによって、薬剤の投与量を管理したり、独自が備えるタイマー機構によって、前回の薬剤投与からの経過時間を把握したりすることができる。また、メモリ機能や簡単なデータを処理するプロセッサ機能、表示ランプ、音声手段などを備えて、薬剤を投与する時間が来たことを利用者に報知したりすることもできる。さらには、加速度センサを備えてペン型薬剤投与装置１００の傾斜方向を検出し、利用者が薬剤投与前にプライミングを行っていない場合にはその旨を警告する、送受信アンテナを備えてユーザのスマートフォンとの間でデータ連係をする、など、電子機器としての機能を有することで、ペン型薬剤投与装置１００の付加価値を向上することができる。
【００４４】
回路部４１の電源入力部（図示省略）は、動作電源であるシート状の空気電池１０の電極端子９（図３、図４参照）と図示しない電源配線で接続されている。
【００４５】
投与量セレクタ５０は、中心軸７０を中心として配置されたリング状部材であり、利用者が投与量セレクタを回転させると、連動する作動ボタン６０が中心軸７０に沿って後方側（図１における右方向）に延出する。利用者が、後方に延出した作動ボタン６０を所定の位置に戻るまで押し込むことで、連動する薬剤送出機構が作動ボタンの押し込み量に応じてインシュリンカートリッジ２１内の薬剤を所定量だけ送出し、注射針を介して利用者に投与される。
【００４６】
なお、図示は省略するが、投与量セレクタ５０と隣接する機能動作部４０の筐体の外表面とに、投与量を示す数値や記号とゲージが表示されていて、利用者が容易に投与量の設定ができるように配慮されている。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態にかかるペン型薬剤投与装置１００では、利用者が、投与量セレクタ６０によって所定の投与量を設定した状態で、作動ボタン６０を所定位置まで押し込むことによって、薬剤送出機構部が動作してインシュリンカートリッジ２１内の薬剤を投与することができる。また、本実施形態にかかるペン型薬剤投与装置１００では、本体部３０内に配置された、円筒形状のシート状空気電池を動作電源として動作する回路部４１を備えることで、投与量や投与時間の管理をはじめとする各種の機能を発揮してペン型薬剤投与装置１００の付加価値を高めている。
【００４８】
なお、図１に示したペン型薬剤投与装置１００は、その外形がシンプルなペン型形状となっているが、全体として先端が細い筒状の「ペン型」であれば、表面に凹凸が形成されている場合や、中心軸に垂直な断面の形状が楕円形、矩形など円形以外である場合などの変形構造を排除するものではない。また、ペン型薬剤投与装置がさらなる付加機能を発揮することができるようにするために、たとえば、ペン型薬剤投与装置の後端部分を取り囲むキャップ状の接続部を有するアダプターを取り付ける構成とすることもできる。
【００４９】
［シート状の空気電池］
図３は、本実施形態で説明するペン型薬剤投与装置に用いられる動作電源としてのシート状空気電池の構成を説明するための平面図である。
【００５０】
また、図４は、本実施形態で説明する製造方法によって製造されたシート状空気電池の構成を説明するための断面構成図である。図４は、図３におけるＡ−Ａ’矢示線部分の断面を示している。
【００５１】
図３、図４２に示すように、シート状空気電池１０は、正極１と負極２とを含む発電要素をはじめとする各部材をシート状に形成することで、全体として可撓性を有するシート状に構成されている。
【００５２】
図４にその断面を示すように、本実施形態で説明するシート状の空気電池１０は、それぞれがシート状に形成された、正極１と負極２、正極１と負極２との間に配置されたセパレータ３と、図示を省略する電解液とが、その周囲部分がシールされたいずれもシート状に形成された正極１側の外装体６と、負極２側の外装体５との間に密閉されて構成されている。
【００５３】
また、正極１と、正極１側の外装体６との間には、空気を透過するが水分（電解液）は透過しない撥水膜４が配置されていて、正極１側の外装体６に形成された空気孔７から撥水膜４を介して、正極１に正極活物質である空気（酸素）が供給される。
【００５４】
本実施形態で説明するシート状の空気電池１０では、１つの辺から外方に向かって突出するように、正極１と接続される正極端子９ａと負極２と接続される負極端子９ｂとの２つの電極端子９が配置されている。電極端子９は、銅などの導電性の高い金属箔として形成することができる。図４では、正極１についてのみ示しているが、正極１と電極端子９ａ、負極２と電極端子９ｂとは、空気電池１０の内部で接続リード８によって電気的に接続されている。
【００５５】
以下、シート状空気電池１０を構成する各部材について詳述する。
【００５６】
（正極）
正極１は、触媒層を有するもの、例えば、触媒層と集電体とを積層した構造のものを使用することができる。
【００５７】
触媒層には、触媒やバインダーなどを含有させることができる。
【００５８】
触媒層に含有される触媒としては、例えば、銀、白金族金属またはその合金、遷移金属、Ｐｔ／ＩｒＯ2などの白金／金属酸化物、Ｌａ1-xＣａxＣｏＯ3などのベロブスカイト酸化物、ＷＣなどの炭化物、Ｍｎ4Ｎなどの窒化物、二酸化マンガンなどのマンガン酸化物、カーボン［黒鉛、カーボンブラック（アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラックなど）、木炭、活性炭など］などが挙げられ、これらのうちの１種または２種以上が使用される。これらの中でも、カーボンや、二酸化マンガンなどのマンガン酸化物がより好ましい。また、触媒層における触媒の含有量は、２０〜７０質量％であることが好ましい。
【００５９】
なお、触媒層は、電解液の成分を除く重金属の含有量が、１質量％以下であることが好ましい。重金属の含有量が前記のように少ない触媒層を有する正極の場合、特別な処理などを経ずに廃棄しても環境負荷が小さい電池とすることができる。この点からも、触媒としては前述のカーボンを使用することがより好ましい。触媒層中の重金属の含有量は、蛍光Ｘ線分析などにより測定することができ、例えば、株式会社リガク製の蛍光Ｘ線分析装置「ＺＳＸ１００ｅ（製品名）」を用いて、励起源：Ｒｈ５０ｋＶ、分析面積：φ１０ｍｍの条件で測定することができる。
【００６０】
また、正極の反応性をより高める観点からは、触媒として使用するカーボンの比表面積は、２００ｍ2／ｇ以上であることが好ましく、３００ｍ2／ｇ以上であることがより好ましく、５００ｍ2／ｇ以上であることが更に好ましい。なお、カーボンの比表面積は、ＪＩＳ  Ｋ  ６２１７に準じたＢＥＴ法によって求められる値であり、例えば、窒素吸着法による比表面積測定装置を用いて測定することができる。カーボンの比表面積の上限値は、通常、２０００ｍ2／ｇ程度である。
【００６１】
なお、カーボンを触媒層の形成材料としてカーボン以外の触媒と併用した場合には、このカーボンが、触媒としてだけでなく触媒層の形成時に触媒の担体としても機能する。また、触媒層の形成に、カーボンとカーボン以外の触媒とを、それぞれ個別に使用するのではなく、カーボン以外の触媒を予めカーボンに担持させた状態で触媒層の形成に使用することもできる。
【００６２】
カーボン以外の触媒とカーボンとを併用する場合には、触媒層におけるカーボンの含有量を、２０〜７０質量％とすることができる。この場合、カーボン以外の触媒の触媒層における含有量は、前記の触媒層における触媒の含有量を満たすように調整すればよい。
【００６３】
触媒層に含有されるバインダーとしては、フッ化ビニリデンの重合体〔ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）〕、テトラフルオロエチレンの重合体〔ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）〕、フッ化ビニリデンの共重合体やテトラフルオロエチレンの共重合体〔フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＰＶＤＦ−ＨＦＰ）、フッ化ビニリデン−クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＰＶＤＦ−ＣＴＦＥ）、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＰＶＤＦ−ＴＦＥ）、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＰＶＤＦ−ＨＦＰ−ＴＦＥ）など〕などのフッ素樹脂バインダーが挙げられる。これらの中でも、テトラフルオロエチレンの重合体（ＰＴＦＥ）または共重合体が好ましく、ＰＴＦＥがより好ましい。触媒層におけるバインダーの含有量は、３〜５０質量％であることが好ましい。
【００６４】
なお、正極における触媒層の厚みは、１００〜５００μｍであることが好ましい。
【００６５】
正極を構成する集電体には、例えば、チタン製、ニッケル製、ステンレス製などの金属製の網、箔、エキスパンドメタル、パンチングメタル、多孔質シート（発泡基材など）や、カーボンクロス、カーボンペーパーなどの多孔質カーボンシートなどを用いることができる。中でも、正極に柔軟性を付与し、電池を湾曲しやすく観点から、多孔質カーボンシートを好ましく用いることができる。集電体の厚みは、５０〜５００μｍであることが好ましい。
【００６６】
触媒層を有する正極の場合、例えば、前記触媒、バインダーなどを水と混合してロールで圧延し、集電体と密着させることにより製造することができる。また前述した触媒や必要に応じて使用するバインダーなどを、水や有機溶媒に分散させて調製した触媒層形成用組成物（スラリー、ペーストなど）を、集電体の表面に塗布し乾燥した後に、必要に応じてカレンダ処理などのプレス処理を施す工程を経て製造することもできる。
【００６７】
また、正極の集電体には、シート状外装体を構成する樹脂フィルムや、樹脂フィルムと金属フィルムとの積層体の一部を利用することもできる。この場合、例えば、樹脂フィルムや積層体の、シート状外装体の内面となることが予定される面にカーボンペーストを塗布して集電体としたり、積層体の金属層を集電体としたりし、この表面に前記と同様の方法で正極合剤層や触媒層を形成することで、正極とすることができる。なお、カーボンペースト層の厚みは、３０〜３００μｍであることが好ましい。
【００６８】
（負極）
負極２には、亜鉛系材料（亜鉛材料と亜鉛合金材料とを纏めてこのように称する）やマグネシウム系材料（マグネシウム材料とマグネシウム合金材料とを纏めてこのように称する）、アルミニウム系材料（アルミニウム材料とアルミニウム合金材料とを纏めてこのように称する）などの金属材料を含有するものが使用される。このような負極では、亜鉛やマグネシウムやアルミニウムといった金属が、活物質として作用する。
【００６９】
亜鉛合金粒子の合金成分としては、例えば、インジウム（例えば含有量が質量基準で０．００５〜０．０５％）、ビスマス（例えば含有量が質量基準で０．００５〜０．０５％）、 アルミニウム（例えば含有量が質量基準で０．００１〜０．１５％）などが挙げられる。
【００７０】
また、マグネシウム合金粒子の合金成分としては、例えば、カルシウム（例えば含有量が質量基準で１〜３％）、マンガン（例えば含有量が質量基準で０．１〜０．５％）、亜鉛（例えば含有量が質量基準で０．４〜１％）、アルミニウム（例えば含有量が質量基準で８〜１０％）などが挙げられる。
【００７１】
さらに、アルミニウム合金粒子の合金成分としては、例えば、亜鉛（例えば含有量が質量基準で０．５〜１０％）、スズ（例えば含有量が質量基準で０．０４〜１．０％）、ガリウム（例えば含有量が質量基準で０．００３〜１．０％）、ケイ素（例えば含有量が質量基準で０．０５％以下）、鉄（例えば含有量が質量基準で０．１％以下）、マグネシウム（例えば含有量が質量基準で０．１〜２．０５％）、マンガン（例えば含有量が質量基準で０．０１〜０．５％）などが挙げられる。
【００７２】
金属粒子を含有する負極の場合、その金属粒子は、１種単独でもよく、２種以上であってもよい。
【００７３】
なお、電池の廃棄時の環境負荷の低減を考慮すると、負極に使用する金属材料は、水銀、カドミウム、鉛およびクロムの含有量が少ないことが好ましく、具体的な含有量が、質量基準で、水銀:０．１％以下、カドミウム:０．０１％以下、鉛:０．１％以下、およびクロム:０．１％以下であることがより好ましい。
【００７４】
亜鉛系粒子の粒度としては、例えば、全粒子中、粒径が７５μｍ以下の粒子の割合が５０質量％以下のものが好ましく、３０質量％以下のものがより好ましく、また、粒径が１００〜２００μｍの粒子の割合が、５０質量％以上、より好ましくは９０質量％以上であるものが挙げられる。
【００７５】
また、マグネシウム系粒子およびアルミニウム系粒子の粒度としては、例えば、全粒子中、粒径が３０μｍ以下の粒子の割合が５０質量％以下のものが好ましく、３０質量％以下のものがより好ましく、また、粒径が５０〜２００μｍの粒子の割合が、５０質量％以上、より好ましくは９０質量％以上であるものが挙げられる。
【００７６】
なお、上記説明における金属粒子の粒度は、レーザー散乱粒度分布計を用い、粒子を溶解しない媒体に、これらの粒子を分散させて測定した、体積基準での累積頻度５０％における粒径（Ｄ50）である。
【００７７】
金属粒子を含有する負極の場合には、必要に応じて添加されるゲル化剤（ポリアクリル酸ソーダ、カルボキシメチルセルロースなど）やバインダーを含んでもよく、これに電解液を加えることで構成される負極剤（ゲル状負極など）を使用することができる。負極中のゲル化剤の量は、例えば、０．５〜１．５質量％とすることが好ましく、バインダーの量は、０．５〜３質量％とすることが好ましい。
【００７８】
金属粒子を含有する負極に係る電解液には、電池に注入するものと同じものを使用することができる。
【００７９】
負極における金属粒子の含有量は、例えば、６０質量％以上であることが好ましく、６５質量％以上であることがより好ましく、また、９５質量％以下であることが好ましく、９０質量％以下であることがより好ましい。
【００８０】
金属粒子を含有する負極は、酸化インジウム、水酸化インジウムなどのインジウム化合物を含有していることが好ましい。負極がインジウム化合物を含有することによって、金属粒子と電解液との腐食反応による水素ガス発生をより効果的に防ぐことができる。
【００８１】
負極に使用するインジウム化合物の量は、質量比で、金属粒子:１００に対し、０．０３〜１であることが好ましい。
【００８２】
また、負極には、電池を湾曲させる際に、活物質の脱落を防ぎ形状を維持する観点から、前記亜鉛系粒子と同じ組成の亜鉛系シート（亜鉛箔や亜鉛合金箔など）や、前記マグネシウム系粒子と同じ組成のマグネシウム系シート（マグネシウム箔やマグネシウム合金箔など）といった金属シート（金属箔）を好ましく用いることもできる。このような負極の場合、その厚みは、１０〜５００μｍであることが好ましい。
【００８３】
また、負極には、集電性を高めるために、必要に応じて集電体を用いてもよい。金属材料を含有する負極の集電体としては、ニッケル、銅、ステンレス鋼などの金属の網、箔、エキスパンドメタル、パンチングメタル；カーボンのシート、網；などが挙げられる。負極の集電体の厚みは、１０μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。
【００８４】
負極の集電体には、正極の場合と同様に、シート状外装体の内面となることが予定される面にカーボンペーストを塗布して用いたり、シート状外装体を構成する金属層を用いたりすることができる。カーボンペースト層の厚みは、５０〜２００μｍであることが好ましい。
【００８５】
（セパレータ）
セパレータ３としては、樹脂製の多孔質膜（微多孔膜、不織布など）や、セロファンフィルムに代表される半透膜などの、各種電池で一般的に採用されているセパレータが挙げられる。なお、シート状電池の短絡防止および負荷特性を向上させる観点からは、半透膜をセバレータに使用することが好ましい。
【００８６】
樹脂製の多孔質膜からなるセパレータを構成する樹脂としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、エチレン−プロピレン共重合体などのポリオレフィンなどが挙げられる。
【００８７】
樹脂製のセバレータの場合、空孔率は３０〜８０％であることが好ましく、また、厚みは１０〜１００μｍであることが好ましい。
【００８８】
また、セロファンフィルムなどの半透膜をセパレータに使用する場合、半透膜のみでセパレータを構成してもよい。しかしながら、半透膜は強度が小さいため、電池組み立て時の破損などの問題が発生しやすい。よって、特定の重合体で構成されるグラフトフィルムと、半透膜とを積層した積層体でセパレータを構成することも推奨される。
【００８９】
グラフトフィルムを構成するグラフト重合体は、例えば、幹ポリマーであるポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレンなど）に、（メタ）アクリル酸またはその誘導体が、グラフト重合した形態を有するものである。ただし、グラフト重合体は前記の形態を有していればよく、ポリオレフィンに、（メタ）アクリル酸やその誘導体をグラフト重合させる方法により製造されたものでなくともよい。
【００９０】
セロファンフィルムのみで構成されるセパレータの場合、その厚みは、例えば、１５μｍ以上であることが好ましく、また、４０μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以下であることがより好ましい。
【００９１】
さらに、グラフトフィルムとセロファンフィルムとの積層体で構成されるセパレータの場合、グラフトフィルムとセロファンフィルムとの合計厚みで、例えば、３０μｍ以上であることが好ましく、４０μｍ以上であることがより好ましく、また、７０μｍ以下であることが好ましく、６０μｍ以下であることがより好ましい。
【００９２】
さらに、グラフトフィルムとセロファンフィルムの積層体で構成されるセバレータの場合、グラフトフィルムの厚みは、例えば、１５μｍ以上であることが好ましく、２５μｍ以上であることがより好ましく、また、３０μｍ以下であることが好ましい。
【００９３】
セパレータを構成するためのグラフトフィルムとセロファンフィルムとの積層体としては、例えば、株式会社ユアサメンブレンシステムから「ＹＧ９１３２」や「ＹＧ９１２２」、「ＹＧ２１５２」の名称で市販されているものが挙げられる。
【００９４】
また、セロファンフィルムや、セロファンフィルムおよびグラフトフィルムと、ビニロン−レーヨン混抄紙のような吸液層（電解液保持層）とを組み合わせてセパレータを構成してもよい。このような吸液層の厚みは２０〜５００μｍであることが好ましい。
【００９５】
（外装体）
シート状の外装体５、６を構成する樹脂フィルムとしては、ナイロンフィルム（ナイロン６６フィルムなど）、ポリエステルフィルム［ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムなど］などが挙げられる。樹脂フィルムの厚みは、２０〜１００μｍであることが好ましい。
【００９６】
シート状外装体５、６の封止は、正極１側のシート状外装体６の端部と負極２側の外装体５の端部との熱融着によって行うことが一般的であるが、この熱融着をより容易にする目的で、樹脂フィルムに熱融着樹脂層を積層してシート状外装体５、６として用いてもよい。熱融着樹脂層を構成する熱融着樹脂としては、変性ポリオレフィンフィルム（変性ポリオレフィンアイオノマーフィルムなど）、ポリプロピレンおよびその共重合体などが挙げられる。熱融着樹脂層の厚みが２０〜１００μｍであることが好ましい。
【００９７】
また、樹脂フィルムには金属層を積層してもよい。金属層は、アルミニウムフィルム（アルミニウム箔。アルミニウム合金箔を含む。）、ステンレス鋼フィルム（ステンレス鋼箔。）などにより構成することができる。金属層の厚みが１０〜１５０μｍであることが好ましい。
【００９８】
また、シート状外装体５、６を構成する樹脂フィルムは、前記の熱融着樹脂層と前記の金属層とが積層された構成のフィルムであってもよい。
【００９９】
シート状外装体の形状は、空気電池として求められる形状として、図３では平面視で四角形としたものを例示している。しかし、空気電池１０に用いられるシート状外装体５、６の平面視形状は四角形には限られず、使用される機器の形状や、空気電池が収容される部分の形状に合わせて、三角形、五角形、六角形、七角形、八角形などの多角形や、円形や楕円形であってもよい。
【０１００】
図３、図４に示したように、本実施形態で説明する空気電池１０では、正極１側の外装体６の正極１と重なる部分に、空気孔７が形成されている。
【０１０１】
空気孔７を介して、外部の空気が取り込まれて空気中の酸素が正極活物質として機能し、電力が供給される。空気孔７は、一例として直径が５０μｍから１ｍｍ程度の円形の開口で、正極１側の外装体６に熱針を用いて、または、レーザー照射法によって形成される。なお、空気孔７の形成方法については、後に詳述する。
【０１０２】
図３では、空気孔７として、縦方向と横方向とにそれぞれ３個ずつ、合わせて９個の空気孔７がマトリクス状に形成されている例を示したが、空気孔７の個数や配置形状には制約はなく、正極１で必要とされる量の酸素が供給できる範囲で、平面視したときになるべく均等に分散させた形で配置することが好ましい。
【０１０３】
図３では、空気電池１０の外形が矩形である場合に、空気電池１０の外形を構成する辺に平行に、縦方向と横方向に空気孔７を形成する構成を例示した。しかし、本実施形態で説明する空気電池の製造方法により製造される空気電池における空気孔７の配置パターンは、図３に示したマトリクス配置する場合以外にも、空気孔７の配置位置を隣り合う行（または列）における配置位置の中間部分に配置する、いわゆる千鳥配列や、空気電池１０の辺に対して３０〜４５度傾斜した傾斜線上に空気孔７を配置することができる。さらに、一つの空気電池において、複数の配置パターンを適用することができる。
【０１０４】
また、当然ながら、空気孔７の配置位置に規則性を設けずにランダム配置することも可能である。ただし、ランダム配置の場合には、たとえばシート状外装体６のうち正極１に対向する領域を複数個の微細領域に分割して、当該微細領域内での空気孔７の数を同じとするなど、正極１の特定の部分に偏って空気孔７が形成されることがないように調整することが重要である。
【０１０５】
また、空気孔７の形状も、例示した略円形のものに限らず、矩形や、楕円形状などとしてもよい。
【０１０６】
なお、本実施形態で説明する空気電池１０では、上述したように、正極１側の外装体６の一つの辺から外部へと突出する２つの電極端子９（９ａ、９ｂ）が形成されている。金属箔などで構成される電極端子９を挟んだ状態で、正極１側のシート状外装体６と負極２側のシート状外装体５とを十分に密着させるために、電極端子９が配置される部分の周囲に熱溶着樹脂層を配置することが好ましい。
【０１０７】
また、図３、図４では、シート状の空気電池１０の一つの辺に２つの電極端子９ａ、９ｂを並べて配置した構成を説明したが、２つの電極端子をそれぞれ異なる辺に配置することも可能である。さらに、電極端子は、図３、図４で示したように、シート状空気電池１０の辺から外方へ突出するように形成したものには限られず、たとえば、空気電池１０の正極１側の外装体６の内面側に膜状の電極端子を印刷法などによって形成し、この電極端子に対向する部分の陰極３側の外装体５に開口を設けて、陰極３側の外装体５の裏面から空気電池１０の正極１と負極２と接続できる構成を採用することができる。このように、シート状空気電池１０の電極端子を空気電池１０の裏側面に露出させることで、空気電池１０と空気電池１０から電力を供給される負荷回路である回路部４１の端部とを積層して配置することができ、空気電池１０を回路部４１との配置面積の合計を小さくすることができる。
【０１０８】
（撥水膜）
シート状空気電池１０の正極１と正極１側の外装体６との間には、撥水膜４が配置されている。撥水膜４には、撥水性がある一方で空気を透過できる膜が使用される。このような撥水膜４の具体例としては、ＰＴＦＥなどのフッ素樹脂；ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン；などの樹脂で構成された膜などが挙げられる。撥水膜の厚みは、５０〜２５０μｍとすることができる。
【０１０９】
なお、正極１側の外装体６と撥水膜４との聞に、外装体６内に取り込んだ空気を正極に供給するための空気拡散膜（図示省略）を配置してもよい。空気拡散膜には、セルロース、ポリビニルアルコール、ポリプロピレン、ナイロンなどの樹脂で構成された不織布を用いることができる。空気拡散膜の厚みは、１００〜２５０μｍとすることができる。
【０１１０】
（電解液）
２つのシート状外装体５、６内に収容される電解液の電解質塩としては、特に限定はされないが、塩化ナトリウムなどアルカリ金属の塩や、塩酸、硫酸および硝酸などより選択される強酸と、アンモニアや、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムなど金属元素の水酸化物に代表される弱塩基との塩が例示される。この中でも、強酸と弱塩基との塩が好ましく用いられ、そのうち、アンモニウム塩または特定の金属元素の塩がより好ましく用いられる。
【０１１１】
より具体的には、Ｃｌ-、ＳＯ42-、ＨＳＯ4-、および、ＮＯ3-より選択される少なくとも１種のイオンと、Ａｌイオン、Ｍｇイオン、Ｆｅイオンおよびアンモニウムイオンより選択される少なくとも１種のイオンとの塩であり、硫酸アンモニウム、硫酸水素アンモニウム［（ＮＨ4）ＨＳＯ4］、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウムなどのアンモニウム塩;硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウムなどのアルミニウム塩；硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム、塩化水酸化マグネシウム［ＭｇＣｌ（ＯＨ）］、硝酸マグネシウムなどのマグネシウム塩；硫酸鉄（ＩＩ）、硫酸アンモニウム鉄（ＩＩ）［（ＮＨ4）2Ｆｅ（ＳＯ4）2］、硫酸鉄（ＩＩＩ）、塩化鉄（ＩＩ）、硝酸鉄（ＩＩ）などの鉄塩；が例示される。
【０１１２】
このように、強酸と弱塩基との塩を含有する水溶液は、負極活物質である金属材料を腐食させる作用が比較的小さく、また、比較的高い導電率を有している。よって、良好な放電特性を実現することができる。
【０１１３】
電解液のｐＨとしては、３以上１２未満とすることで、安全性を向上させた、環境負荷が小さく、かつ、放電特性が良好な空気電池を実現することができる。なお、電解液のｐＨは、３以上、好ましくは５以上であって、１２未満、好ましくは１０以下、より好ましくは７未満である。前記の電解質塩を用いることにより、電解液のｐＨを前記範囲に調整しやすくなるだけでなく、皮膚への刺激性が比較的低い電解液を構成することができるので、例えば、電池の外装体が傷ついて電解液が漏出しウェアラブルパッチ１００の被装着者の皮膚などに付着した場合でも、トラブルを生じる可能性が低いため、身体に直接装着されるウェアラブルパッチ１００の電源として好適な電池とすることができる。
【０１１４】
電解液として使用する水溶液は、電解質として、Ｃｌ-、ＳＯ42-、ＨＳＯ4-、および、ＮＯ3-より選択される少なくとも１種のイオンと、Ａｌイオン、Ｍｇイオン、Ｆｅイオンおよびアンモニウムイオンより選択される少なくとも１種のイオンとの塩のうちの１種のみを含有していればよいが、２種以上を含有していてもよい。
【０１１５】
ただし、Ｃｌ-イオンとＦｅ3+イオンとの塩［塩化鉄（ＩＩＩ）］については、その他のイオンの組み合わせによる塩に比べて負極活物質である金属材料を腐食させる作用が強いため、塩化鉄（ＩＩＩ）以外の塩を用いることが好ましく、負極活物質である金属材料を腐食させる作用がより低いことから、アンモニウム塩を用いることがより好ましい。
【０１１６】
なお、前記した強酸と弱塩基との塩であっても、過塩素酸塩は、加熱や衝撃により燃焼や爆発の危険を生じることから、環境負荷や廃棄時の安全性の観点から、電解液として使用する前記水溶液に含有させないか、あるいは含有しても過塩素酸イオンの量がわずかであること（具体的には１００ｐｐｍ未満、より好ましくは１０ｐｐｍ未満）が好ましい。
【０１１７】
また、前記強酸と弱塩基との塩のうち、塩化亜鉛や硫酸銅などに代表される重金属塩（鉄の塩を除く）は、有害であるものが多いため、環境負荷や廃棄時の安全性の観点から、電解液として使用する前記水溶液に含有させないか、あるいは含有しても鉄イオンを除く重金属イオンの量がわずか（具体的には１００ｐｐｍ未満、より好ましくは１０ｐｐｍ未満）であることが好ましい。
【０１１８】
電解液の導電率は、８０ｍＳ／ｃｍ以上であることが好ましい。よって、電解液として使用する前記水溶液における前記電解質の濃度（１種のみを用いる場合は、その濃度であり、２種以上を用いる場合は、それらの合計濃度）は、このような導電率を確保できるような濃度とすればよく、通常は、５〜５０質量％である。なお、電解液の導電率の上限値は、通常７００ｍＳ／ｃｍ程度である。
【０１１９】
電解液には、インジウム化合物が溶解していることが好ましい。電解液中にインジウム化合物が溶解している場合には、電池内での水素ガスの発生をより良好に抑制することができる。
【０１２０】
電解液に溶解させるインジウム化合物としては、水酸化インジウム、酸化インジウム、硫酸インジウム、硫化インジウム、硝酸インジウム、臭化インジウム、塩化インジウムなどが挙げられる。
【０１２１】
インジウム化合物の電解液中の濃度は、質量基準で０．００５％以上であることが好ましく、０．０１％以上であることがより好ましく、０．０５％以上であることが特に好ましい。また、１％以下であることが好ましく、０．５％以下であることがより好ましく、０．１％以下であることが特に好ましい。
【０１２２】
また、電解液には前記の各成分の他に、必要に応じて公知の各種添加剤を添加してもよい。例えば、負極に用いる金属材料の腐食（酸化）を防止するために、酸化亜鉛を添加するなどしてもよい。なお、酸化亜鉛は、負極に添加することもできる。
【０１２３】
（空気電池の諸元）
上述した各部材で構成されるシート状空気電池１０の全体形状は、一例として、長辺が３０〜５０ｍｍ、短辺が２０〜３５ｍｍとすることができる。なお、空気電池１０の厚みは、より薄く構成することが好ましく、一例として１ｍｍ以下とすることができる。なお、空気電池１０の取り扱い上必要となる剛性を考慮すると、厚みの最小値は一例として０．２ｍｍとすることができる。
【０１２４】
なお、上記説明では、液体状の電解液を外装体５、６の間に封入した例を説明したが、電解液としては、他にゲル状の電解液を用いることができる。ゲル状の電解液を用いることにより、シート状の空気電池１０を印刷工程で製造することが可能となり、空気電池１０のコスト低減を図ることができる。また、電解液をゲル状とすることによって、空気電池１０からの液漏れがなくなるという利点がある。
【０１２５】
以上説明したように、本実施形態で説明するペン型薬剤投与装置１００では、回路部４１の動作電源として、正極、負極、外装体などの各構成部材がいずれもシート状であるシート状空気電池を、正極を外側となるように湾曲させて用いているため、発電効率が高く、また、電池容量も大きいため、回路部４１の安定的な動作を実現することができる。
【０１２６】
（他の構成）
本実施形態にかかるペン型薬剤投与装置１００に駆動回路部４１の動作電源として用いることができるシート状空気電池１０としては、図３、図４を用いて示した以外の構成として、２枚のシート状の正極と１枚のシート状の負極とを備え、シート状の外装体の両面に空気孔が形成された構成のものを用いることができる。
【０１２７】
このようなシート状外装体の両面に空気孔が形成された空気電池としては、２枚のシート状に形成された正極がそれぞれセパレータを介してシート状の負極の裏表両面に配置され、正極の負極とは反対側には、それぞれ撥水膜が積層されることで構成可能である。
【０１２８】
このように構成された、両面に正極を有する別の構成のシート状空気電池は、両面に空気孔が形成されていることから、空気電池の大きさ、特に表面積に対する発電効率が、正極を一枚のみ備える空気電池と比較して大きくすることができる。このため、ペン型薬剤投与装置１００の本体部３０内に空気電池を配置した際に、内面側である中心軸７０側に配置されている薬剤送出機構部との間に間隙があり、その間隙部分に、本体部３０の外表面に形成した開口３１や、インシュリンカートリッジ収容部２０、機能動作部４０などのペン型薬剤投与装置１００の他の構成部分を介して外部から空気が侵入する構成であるならば、中心軸７０側の表面に形成された空気孔からの空気によっても発電し、負荷である  回路部４１への電力供給効率を高くすることができる。
【０１２９】
（第２の実施の形態）
次に、本願で開示するペン型薬剤投与装置の別の構成例について、第２の実施形態として説明する。
【０１３０】
図５に、第２の実施形態にかかるペン型薬剤投与装置の構成を示す。
【０１３１】
図５に示す、第２の実施形態のペン型薬剤投与装置２００は、投与装置そのものの構成は、第１の実施形態で説明したペン型薬剤投与装置１００と同じであり、回路部４１の動作電源であるシート状の空気電池１０が、本体部３０の筐体の外側に配置されている点のみが異なる。
【０１３２】
このため、ペン型薬剤投与装置の各部の構成、シート状空気電池の構成の説明は省略し、これら第１の実施形態で説明したペン型薬剤投与装置１００と同じ部分には同じ符号を付与する。
【０１３３】
図５に示すように、第２の実施形態にかかるペン型薬剤投与装置２００に用いられるシート状空気電池１０は、中心軸８０に対して湾曲させる際の内径が、ペン型薬剤投与装置２００の本体部３０の筐体の厚さ分大きくなっていることで、本体部３０の外表面に密着して配置することができる。
【０１３４】
図５に示す、第２の実施形態にかかるペン型薬剤投与装置２００の場合は、動作電源となるシート状空気電池１０の外面側に空気孔７が外部の空間に露出するため、確実に、かつ、効率よく空気を電池内部に取り込んで、発電することができる。
【０１３５】
なお、第２の実施形態にかかるペン型薬剤投与装置においては、本体部３０または機能動作部４０の筐体を貫通する導電性部材を設けて、筐体の外部に配置された空気電池１０と筐体の内部に配置された回路部４１との電気的導通がはかられている。
【０１３６】
また、上記第１の実施形態にかかるペン型薬剤投与装置１００の説明時に言及した、負極の両面に２枚の正極が配置されたシート状空気電池を用いても、シート電池の内面側の空気孔は本体部３０の筐体に覆われるため空気を取り入れることはできず、負荷特性の向上にはつながらない。したがって、第２の実施形態にかかるペン型薬剤投与装置２００に用いられる構成としては適切ではない。
【０１３７】
以上説明したように、本願で開示するペン型装置を用いたペン型薬剤投与装置は、投与装置が備える回路部の動作電源として、正極を外側にして筒型形状に湾曲されたシート状の空気電池を用いることで、装置全体の小型・軽量化を図りながら、実用上十分な動作時間を確保することができる。
【０１３８】
なお、上記第１の実施形態、第２の実施形態では、本願で開示するペン型薬剤投与装置として、投入病患者が自身でインシュリンを投与する際に用いる投与装置を例示して説明した。本願で開示するペン型装置として実現されたペン型薬剤投与装置で投与される薬剤は、患者自身が投与するインシュリンには限られず、鎮痛剤や精神安定剤など、医師や看護師が患者に医療行為として投与する薬剤を用いることができる。
【０１３９】
また、医療行為としての薬剤投与には限られず、利用者自身が理美容目的でヒアルロン酸を投与する際の投与装置などとしても使用することができる。
【０１４０】
さらに、本願で開示するペンが装置としては、筐体の中心軸部分に配置された採血機構で患者の血液を採取し、筐体内に配置された自動分析機構で血液の分析を行うとともに分析結果を利用者のスマートフォンなどの外部通信装置に送信するペン型血液採取装置など、全体としてペン型であり、かつ、中心軸部分に機能を発揮する上で不可欠な機構部品を備え、さらに電池を電源として動作する負荷回路を備えた各種のペン型装置として実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４１】
本開示のペン型装置は、回路部の動作電源として、正極を外側にして湾曲して円筒形状とした、シート状の空気電池を用いている。このため、装置全体の小型・軽量化を実現しつつ実用上十分な動作時間を確保した、利便性の高いペン型装置として有用である。
【符号の説明】
【０１４２】
１０  空気電池
２０  インシュリンカートリッジ収容部２０
３０  本体部
４０  機能動作部
４１  回路部
５０  投与量セレクタ
６０  作動ボタン
７０  中心軸
１００  ペン型薬剤投与装置（ペン型装置）
【図１】
2019154579.tif 000003
【図２】
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【図３】
2019154579.tif 000005
【図４】
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【図５】
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