(57)【要約】　　　（修正有）【課題】注射器の注射管の中に空気溜りを実現し、患者の皮膚の中に穴を空けるのに十分な運動量で、注射器から最初に噴射される一部の薬物を噴出する機構を有する噴流注射器を提供する。【解決手段】注射器が、注射器本体、薬物チャンバ、および薬物チャンバ３４内へ送挿されて、チャンバの遠位端から薬物を押し出すプランジャとを含む。チャンバからプランジャの一部を引き抜いて遠位端４０に隣接するチャンバ内に空気溜り４２を生成するチップ内空気機構を、注射器本体の内部に備える。チップ内空気機構がグリッパ・リングを含むが、グリッパ・リングは、注射器本体の内部に配置されかつプランジャが自由にリングを通過できるように最初に配向される。使用者が操作可能なボタンがグリッパ・リングに付着され、ボタンはプランジャに係合し、次いで空気溜りを生成するようにプランジャを近位方向に移動させるまで、最初にグリッパ・リングを傾斜させる。【選択図】　　　図３
2004000553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定量の空気をシリンジ中へ吸い込むために、シリンジの液を充満したチャンバを通ってプランジャを後退させる装置であって、
軸を画定する、シリンジに係合可能なベース部材と、
穴を有するグリッパであって、前記ベース部材に装着されかつ前記軸上に中心が位置して前記穴に通してプランジャを受け入れるグリッパと、
前記グリッパが実質的に前記軸に直交して、プランジャが前記グリッパに対して軸方向に前記穴を通過できる第１配向と、前記グリッパが軸に対して傾斜してプランジャに係合し、プランジャが前記グリップに対して前記穴を通過することを妨げる第２配向との間で、前記グリッパを選択的に移動させるための、前記ベース上に装着した手段と、
前記グリッパが前記第２配向にあるとき、所定距離にわたってプランジャを後退させて、所定量の空気をシリンジ中へ吸い込む手段とを備える装置。
【請求項２】
前記グリッパがリングの形状であり、かつプランジャが、シリンジに係合するとき、前記軸に沿って前記ベース部材に芯合するように、前記ベース部材に装着したプランジャ・ガイドをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
遠位端および近位端を有するシリンジ・チャンバ内に空気溜りを生成し、空気溜りがシリンジ・チャンバ内の液体薬物の量に比例する容積を有する装置であって、
近位方向に減少する口径を有するテーパ部分が備わり、前記シリンジ・チャンバの前記近位端の中へ挿入されて、液体薬物を前記シリンジ・チャンバの前記遠位端から押し出すためのプランジャと、
軸を画定する、シリンジに係合可能なベース部材と、
穴が備わりかつ外面を有し、前記ベース部材上に装着されかつ前記軸上に中心が位置して、前記穴の内部に前記プランジャの前記テーパ部分を受け入れるグリッパ・リングと、
所定距離にわたって前記外面の一部を移動させる手段であって、前記距離が、前記グリッパ・リングを前記軸に対して傾斜させて、前記グリッパ・リングを前記プランジャの前記テーパ部分に係合させるための第１構成要素と、前記グリッパ・リングおよび前記プランジャを軸方向に移動させて、前記シリンジ中に空気溜りを生成するための第２構成要素を含む、手段とを備え、前記距離の前記第２構成要素が、シリンジ・チャンバ内の液体薬物の量が増加するに伴い、シリンジ・チャンバ内の液体薬物の量に比例する容積を有する空気溜りをシリンジ中に生成する装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般に、患者に液体薬物を注射する装置に関するものである。さらに詳細には、本発明は、患者に液体薬物を注入するための無針（噴流）注射器に関する。本発明は、注射前に、注射器の遠位部分の中に空気溜りを生成する機構を備える噴流注射器として特に、しかし専用ではないが、有用である。
【０００２】
【従来の技術】
本出願は２００１年４月１３日出願の米国仮特許出願第６０／２８３，８３９号の特典を主張する。
【０００３】
無針注射器は、患者に液体薬物を注入する目的のために長年使用されてきた。実際、それらは有針注射器に優るいくつかの利点を有する。例えば、無針注射器は、多人数の患者に同時に接種する場合のスケジュールに適している。最も重要なことには、不注意に看護人または誰か他の第三者を突き刺すおそれのある鋭い、すなわち尖った突起を組み込んでいない。近年では、不注意な突き刺しを引き起こすおそれのある、いわゆる「尖りもの」を避けることが数多くの医療器具に関するデザイン上の１つの目的になっている。
【０００４】
それらの動作では、すべての無針（噴流）注射器が、液体薬物中に液圧を生成することに依存する。具体的には、このような圧力を生成する目的は２通りである。第１に、患者の皮膚の中に穴を空けることが必要である。第２に、その穴を介して患者に液体薬物を注入するために、その後、実質的に一定の圧力を維持することが必要である。このような液圧の大きさおよび持続時間は、大部分注射の種類次第である。
【０００５】
無針注射器による実施を必要とする可能性のある注射には、基本的に３つの異なる種類がある。それらは、１）浅い、皮内注射であり、この場合は液体薬物を皮膚内に直接注入する；２）中程度に深い、皮下注射であり、この場合は液体薬物を皮下の脂肪組織内に注入する；および３）さらに深い、筋肉内注射であり、この場合は液体薬物を筋肉組織内に直接送出する。したがって、所望の注射の種類に応じて、かつ患者の皮膚の一般的な性質すなわち状態に応じて、適切な穴を空けるために必要な液圧は注射ごとに異なり得る。
【０００６】
無針注射器に関する限り、シリンジのプランジャ中に駆動バーを駆動することによって、患者の皮膚の中に穴を空けるのに必要な、液体薬物中の初期圧力を直ちに上昇させるのが典型である。次いで、得られる衝撃力が液体薬物中の圧力を上昇させる。次に、それが液体薬物に皮膚を貫通させて、それによって引き続き注入するために必要な穴を空ける。このような装置の一例を「２段階式の液体薬物噴流注射器」と題しかつ本発明と同一の譲受け人に譲渡された、Ｓｌａｔｅ他の発明に対する米国特許第５，９１１，７０３号が提供する。
【０００７】
従来、無針注射器を使用するとき、その実施は、予め充填しておいた注射器管を患者の皮膚に対接して位置決めするものであった。しかし、これは管の中の液体薬物を皮膚に直接接触させることでもあった。したがって、液体薬物が既に皮膚と接触しているので、駆動バーがプランジャを駆動するときに生成される衝撃力は、その効果が液体薬物と患者の皮膚の間に及ぶ時点までにはかなり減衰されている。これによってまず生じるのは、液体薬物が皮膚を貫通するのに十分な運動量がなくなっていることである。したがって、少なくとも最初に発生するのは、液体薬物が注射器の周りに染み出しかつ皮膚の表面上に溜ることである。しかし、患者の皮膚の中に穴を空けるためには、注射器から最初に噴射される一部の薬物の運動量を増加させることが望ましい。より大きくかつより速く駆動する駆動バーを用いる必要がなく、他方では、患者の皮膚上に染出しおよび液溜りの発生も防止しながら、これを実施できることが好ましい。
【０００８】
無針注射器では、液体薬物に皮膚を貫通させるのに十分な噴流圧力を常に発生させる必要がある。これを実現する１つの方法は、必要な運動量を生成する大型の駆動バーを使用することである。しかし、大型駆動バーは、望ましくない反動を生み、かつばね荷重の注射器機構では、大型駆動バーには、相対的に大きなばね定数を有するばねが必要になる。したがって、駆動バーを駆動するために使用する機構の種類に応じて、大型駆動バーを駆動するための大きなばね定数を有するばねを用いる注射器機構は、発射するのが難しくなるおそれがある。小型の駆動バーはこれらの望ましくない結果を克服するが、小型駆動バーは、必然的に同一条件下では運動量が劣ることになる。
【０００９】
注射器から最初に噴射される一部の薬物の運動量を増大させる１つの方法は、注射管の遠位チップの中に空気溜りを生成することである。このような方法の一例を、「チップ内空気噴流注射器」と題しかつ本発明と同一の譲受け人に譲渡された、Ｓｌａｔｅ他の発明に対する２０００年９月２０出願の同時係属の米国特許出願第０９／６６５，８４９号が提供する。そこで開示するように、注射器管の遠位のチップの中に空気溜りを生成することによって、空気溜りが注射管に存在しないときに生成する圧力を約２０％から５００％上回るまで、駆動バー／プランジャの衝撃力によって生成する初期噴流圧を増加させることができる。
【００１０】
注射管のチップ中に空気溜りを生成する１つの効果的な方法は、注射前に薬物チャンバからプランジャを引き抜くことである。しかし、一般的なシリンジの中に適切な大きさの空気溜り（すなわち、大まかに３から２７マイクロ・リットル）を得るには、ほんの約０．００８から０．１０２ｃｍ（約０．００３から０．０４０インチ）プランジャが移動するだけでよい。残念ながら、手動による技法を用いて（すなわち、得られる空気溜りの大きさを視認しながらプランジャを引き抜く）、このような微少なプランジャの移動を持続して実現することは困難である。これは視力に障害のある人にはなおさらである。
【００１１】
上で示唆したように、注射器から最初に噴射される一部の薬物の運動量を効果的かつ持続して増加させるためには、かなり厳密に制御された容積を有する空気溜りが一般的に必要である。しかし、このような空気溜りに必要な容積は、シリンジ中の薬物の量にも左右される。さらに詳細に言えば、相対的に多量の薬物がシリンジ中に存在するとき、駆動バーを加速できる距離は短くなる。すなわち、駆動バーとプランジャの間で得られる衝撃力が小さくなり、薬物中の対応する圧力の増加も少なくなるからである。したがって、適切に皮膚の中に穴を空けるのに必要な運動量を増加させるためには、幾分大きめの空気溜りを要することになる。要約すれば、相対的に大きな分量の薬物がシリンジ中に存在するときは、一般に大きめの空気溜りが必要である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上に述べたことを考慮すれば、本発明の１つの目的は、注射器の注射管の中に空気溜りを実現し、それによって患者の皮膚の中に穴を空けるのに十分な運動量で、注射器から最初に噴射される一部の薬物を注射器から噴出する機構を有する噴流注射器を提供することである。本発明の別の目的は、相対的に小さい注射器を駆動する力で、それによって反動を最小にしかつ注射器を発射するのに必要な力を軽減できる、噴流注射器中に空気溜りを生成する機構を提供することである。本発明の別の目的は、患者の皮膚上に液体薬物の染み出しまたは液溜りが発生するのを防止するように患者に液体薬物を注射できる、噴流注射器中に空気溜りを生成する機構を提供することである。本発明のさらに別の目的は、正確かつ一定の容積を有する空気溜りを確実に生成する、噴流注射器のための機構を提供することである。本発明のさらに別の目的は、使用者がシリンジを注射器に固定するためにロック・リングを回転するとき、自動的に空気溜りを生成する機構を提供することである。本発明のさらに別の目的は、注射器のサイズが大きくならず、最少点数の部品を使用し、かつその他には注射器の動作を妨げない、噴流注射器に空気溜りを生成する機構を提供することである。本発明の他の目的は、相対的に少量の薬物を有するシリンジ中に相対的に小さい空気溜りを生成する機構および相対的に多量の薬物を有するシリンジ中に相対的に大きな空気溜りを生成する機構を提供することである。本発明のさらに他の目的は、確実かつ操作が容易で、さらに比較的に費用対効果のある、噴流注射器の中に空気溜りを生成する機構を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に従えば、患者に液体薬物を注射するための注射器が、注射器本体とシリンジを含む。本発明に関しては、シリンジが、液体チャンバとこの液体チャンバの一端部内へ送挿しかつそこから後退させることができるプランジャを含む。液体チャンバの他端部に、シリンジが、液体チャンバから延びかつ遠位口で終わる円錐形の注射管を含むことが好ましい。注射時は、プランジャが液体チャンバ内へ送挿されて、チャンバから液体薬物を押し出し、注射管を介して遠位口から射出する。
【００１４】
注射前に、薬物を充填したシリンジが注射器本体内へ装填される。注射器本体が、シリンジを収容しかつ保持するような大きさになっている実質的に円筒形の壁部を含むことが好ましい。このように、円筒形の壁部が注射器本体に関する長手軸を画定する。本発明に関しては、注射器本体が、駆動バーをシリンジ・プランジャに向かって駆動するように解除可能な、駆動ばねなどの、エネルギーを蓄えるための構成要素をさらに含む。重要なことは、注射器管内部に空気溜りを生成するために、プランジャの一部を液体チャンバから後退させる機構が、注射器本体の内部に備わっていることである（すなわち、チップ内空気機構）。
【００１５】
注射器の動作を概説して、チップ内空気機構の役割を例示する。最初に、薬物を充填したシリンジを注射器本体内へ装填しかつ固定する。次に、チップ内空気機構を作動してプランジャを液体チャンバから引き抜いて、注射管内部にかつ遠位口に隣接して空気溜りを生成する。空気溜りが生成したら、次いで注射器の遠位口を患者の皮膚に対接して保持し、そして注射器を発射する。発射すると、駆動ばねが解除されて駆動バーをプランジャに向かって送り出し、かつ注射管を介して遠位口から薬物を押し出す。本発明に関しては、空気溜りによって、患者の皮膚に接触する前に、薬物の最初の一部分が移動しかつその運動量が増加する空間が備わっている。得られる運動量によって、薬物が皮膚の中に穴を空け、引き続いて薬物の残存部分を患者に注入することができる。
【００１６】
本発明の第１の実施形態では、チップ内空気機構が穴を備えるグリッパ・リングを含む。このグリッパ・リングは、注射器本体の円筒形壁部の内部に配置され、かつ長手軸上に中心が位置する。本発明に関しては、グリッパ・リングは最初に、グリッパ・リングが長手軸に実質的に直交する第１配向に配置される。グリッパ・リングが第１配向にあれば、シリンジ・プランジャは穴を通りかつ軸に沿って自由に移動可能である。
【００１７】
チップ内空気機構は、注射器本体に滑動可能に装着され、かつグリッパ・リングの外面上の第１箇所でグリッパ・リングに付着されているボタンをさらに含む。より詳細には、ボタンは、長手軸に平行な経路に沿って前後に移動可能である。最初にボタンを近位方向に移動させることによって、グリッパ・リングを第１配向から、グリッパ・リングが軸に対して傾斜する第２配向へ再配向する。グリッパ・リングを傾斜させるために、注射器本体と、ボタンが付着する第１箇所に対向する、グリッパ・リングの外面上に位置するグリッパ・リング上の第２箇所との間に、ばねを備える。このような構造が協働して、ボタンが第１箇所を移動させかつ他方でばねが第２箇所を保持して、グリッパ・リングを軸に対して傾斜させる。第２配向では、傾斜したグリッパ・リングが、シリンジ・プランジャに係合してシリンジ・プランジャをグリッパ・リングと一緒に移動させる。ボタンが近位方向に引き続き移動することによって、ばね力に打ち勝ちかつグリッパ・リングおよびプランジャの全体を移動して（近位方向に）注射管内へ空気を吸い込み、その中に空気溜りを生成する。
【００１８】
本発明に従えば、チップ内空気機構が、近位方向へのボタンの移動を制限するための止めをさらに含む。したがって、ボタンは、所望の容積を有する空気溜りを生成することになるプランジャの移動に対応する所定距離にわたって移動する。一旦ボタンがこの所定距離にわたって移動したら、ボタンと注射器本体の間に装着したばねがボタンをその元の位置に復帰させる。ボタンのサイクルの戻り部分の間、プランジャは静止状態に留まる。さらに詳細には、最初にボタンを遠位方向に移動させることによって、グリッパ・リングが実質的に長手軸に直交する第１配向にグリッパ・リングを戻す。グリッパ・リングが第１配向にあれば、グリッパ・リングはシリンジ・プランジャに沿って自由に移動する。ボタンを遠位方向に引き続き移動させることによって、グリッパ・リングがその元の位置に戻り、一方ではシリンジ・プランジャが静止状態に留まる。グリッパ・リングがその元の位置にありかつ第１配向にあれば、注射器の発射準備が完了している。グリッパ・リングが第１配向にあるので、グリッパ・リングは、注射時のプランジャの移動を妨害することはない。
【００１９】
本発明の別の実施形態では、チップ内空気機構が、シリンジを注射器本体内へ装填しかつ固定するとき、自動的に作動する（すなわち、この実施形態では、使用者がボタンを操作する必要がない）。上で説明した実施形態と同様に、この実施形態では、グリッパ・リングを使用して、注射管中に空気溜りを生成するためにシリンジ・プランジャを係合させかつ移動させる。グリッパ・リングを傾斜させかつ軸方向に移動させるために、チップ内空気機構が、プッシュ・ロッドと、注射器のロック・リング上に装着される正面カムとを含む。薬物を充填したシリンジを最初に注射器本体内へ装填するとき、シリンジのプランジャをグリッパ・リングの穴に通して受け入れる。次いで、ロック・リングを回転することによって、シリンジを注射器本体に確実に係合させる。このように回転させると、ロック・リング上に装着されている正面カムがロック・リングと一緒に回転する。
【００２０】
プッシュ・ロッドは、注射器本体に滑動可能に装着してあるが、正面カムのカム面上に休止する一端を有する。プッシュ・ロッドの他端は、グリッパの外周タブを圧迫する。したがって、正面カムがロック・リングと一緒に回転すると、それがプッシュ・ロッドを近位方向に押して、グリッパ・リングの外周タブを移動させる。このように移動することによって、グリッパ・リングを傾斜させて、それをシリンジ・プランジャに係合させる。一旦グリッパ・リングがプランジャに係合したら、プッシュ・ロッドが少しでもさらに近位方向に送られると、プランジャがシリンジの液体チャンバから後退する、すなわち引き抜かれる。次いでこのような引抜きによって、空気が注射管内へ吸い込まれる。
【００２１】
上で説明したいずれの実施形態においても、テーパ付きプランジャを使用して、シリンジ中に最初に存在する液体薬物の分量に比例して注射管内へ吸い込む空気の量を変更することができる。特に、この目的のために、プランジャには、近位方向に減少する口径を有するテーパが設けてある。このような構成の結果は、相対的に大きな分量の液がシリンジ中に存在する場合と、相対的に小さい分量の液がシリンジ中に存在する場合とを比較することによって、最も適切に理解することができる。
【００２２】
シリンジ中に存在する液の分量によって、プランジャの位置が決まることになる。特に、シリンジ中に存在する液が多いほど、それだけプランジャの位置がより近位方向にあることになる。したがって、シリンジ中の液が多ければ、プランジャのより大きな口径部分がグリッパ・リングの穴の内部に位置することになる。したがって、グリッパ・リングを傾斜させるとき、グリッパ・リングがプランジャの大きい口径部分により早く係合し、したがってより長い距離にわたってプランジャを後退させることになる。したがって、シリンジ中の液が多ければ、より多くの空気を注射管内へ吸い込むことになる。
【００２３】
本発明の新規な特徴ならびに本発明自体が、その構造およびその動作に関して、添付の説明と併せて採用した、同じ参照符号が同じ部分を示す添付の図面によって最も適切に理解されよう。
【００２４】
【発明の実施の形態】
最初に図１を参照すると、本発明に従う典型的な注射器本体が示されており、全体として２０で示す。図示のように、この注射器本体２０は遠位管２２および近位管２４を含む。本発明に関しては、この遠位管２２および近位管２４が、実質的に円筒形でありかつ長手軸２６上に中心がある。図１はさらに、遠位管２２が近位管２４よりも口径が小さく、遠位管２２の一部を近位管２４内部に配置できることが好ましいことを示す。また、注射を開始するために押下できる発射キャップ２８が注射器本体２０の近位端に備わっていることを示す。
【００２５】
ここで図２を参照すると、シリンジ３０を遠位管２２中に配置しかつロック・リング３２によって遠位管２２に固定する。図２でさらに示すように、シリンジ３０が、液体チャンバ３４と、この液体チャンバ３４中への送挿が可能な、あるいは二者択一的に液体チャンバ３４から引抜きが可能なプランジャ３６を含む。シリンジ３０はまた、液体チャンバ３４から延びかつ遠位口４０で終わる注射管３８を備える。重要なことは、注射管３８が液体チャンバ３４と遠位口４０の間で液体連通を成立させることである。さらには、同じく重要なことに、この注射管３８には、遠位方向に断面積が逓減するテーパが設けてあることである。言い換えれば、注射管３８は、遠位方向に口径が逓減する（遠位方向とは液体チャンバ３４から遠位口４０に向かう方向である）。シリンジ３０用の注射管３８の構造そのものは、ある程度設計上の問題である。しかし、液体チャンバ３４と遠位口４０の間の注射管３８の表面移行が円滑であり、かついわゆる「肩」などの不規則部が最小限であることが好ましい。
【００２６】
注射用のシリンジ３０を準備するために、図３に示すように、遠位口４０に隣接する注射管３８の中に空気溜り４２を最初に生成する。本発明に従えば、注射管３８および液体チャンバ３４に液体薬物を充填し、次いで液体を充填したシリンジ３０を注射器本体２０内へ装填する（図２に示す）。充填したシリンジ３０を注射器本体２０に装填した後、チップ内空気機構（下で詳細に説明する）を作動して液体チャンバ３４からプランジャ３６の一部を後退させ、かつ遠位口４０を介して空気を吸い込み、空気溜り４２を生成する。
【００２７】
空気溜り４２が生成すれば、次にシリンジ３０の遠位口４０を患者の皮膚４４にあてがい、そしてプランジャ３６を急速に液体チャンバ３４内へ送挿する。このために、図２に示すように、駆動ばね４６を使用してプランジャ３６に向かって駆動バー４８を駆動させることができる。プランジャ３６を液体チャンバ３４内へ急速に送挿するための関連技術でよく知られた他の手段を、駆動ばね４６／駆動バー４８組立体の代わりに本発明で使用することができる。いずれの場合も、プランジャ３６を液体チャンバ３４内へ送挿するとき、液体薬物が液体チャンバ３４から押し出されて注射管３８を貫通する。しかし、空気溜り４２のために、あるにしても、注射管３８を通過する液体薬物の動き対してないに等しい抵抗しか生じない。したがって、少なくとも初期には、液体薬物が注射管３８を通過するとき、この液体薬物が加速される。その時に、液体薬物の運動量が増す。液体薬物が空気溜り４２によって生成する注射器管３８中の空間を通過するとき、この液体薬物の運動量が増加する結果として、遠位口４０から最初に出ていく一部の薬物が皮膚４４の中に穴を空けるのに十分な運動量を有することになる。皮膚４４の中に穴が空けば、シリンジ３０中の残存する液体薬物を皮膚４４の中の穴を介して患者に注入することができる。
【００２８】
本発明に従えば、空気溜り４２の大きさは、薬物の異なる種類および注射を打つべき患者の皮膚の状態および性質に適合するように変更することができる。例えば、穿通深さが最も浅い皮内注射では、空気溜り４２は小さいことが好ましい。液体薬物のための穿通深さが深くなるにつれて（例えば、皮下および筋肉内注射）、空気溜り４２のサイズが比例して増大する。また皮膚の状態を考慮するとき、患者の皮膚が厚くかつ固いときは、空気溜り４２の大きさを増加させることが望ましく、あるいは必要であることが理解されよう。大半の応用例では、空気溜り４２の大きさすなわち容積は、約３から２７マイクロ・リットル（３〜２７μｌ）の間であり、より好ましくは約５から８マイクロ・リットル（５〜８μｌ）の間の範囲にある。
【００２９】
ここで図２および４を相互参照すると、プランジャ３６の一部を液体チャンバ３４から後退させて空気溜り４２（図３参照）を生成するためのチップ内空気機構が示されている。本発明に従えば、チップ内空気機構は、グリッパ、この場合では、穴を備えるグリッパ・リング５０を含む。図示のように、このグリッパ・リング５０が遠位管２２内部に配置されかつ実質的に長手軸２６上に中心がある。チップ内空気機構は、注射器本体２０の遠位管２２上に滑動可能に取り付けられ、かつグリッパ・リング５０の外面上の第１箇所でグリッパ・リング５０に付着したボタン５２をさらに含む。このような構造が協働すると、ボタン５２が、長手軸２６に平行な経路に沿って前後移動することができる。図１に示すように、ボタン５２は、注射器本体２０にシリンジ３０を装填した後で、使用者がこのボタン５２を操作することができるように、注射器本体２０の外側から操作可能である。
【００３０】
続いて図２および４を相互参照すると、注射器本体２０にシリンジ３０を装填するとき、軸２６に沿ってプランジャ３６と芯合するために傾斜縁部を有するプランジャ・ガイド５４が遠位管２２中に取り付けてあるのが分かる。チップ内空気機構は、グリッパ・リング５０をプランジャ・ガイド５４に押し付けるためのグリップ戻しばね５６をさらに含む。より詳細には、この戻しばね５６は、グリッパ・リング５０と遠位管２２中に形成した当接部５８の間に配置されている。戻しばね５６は、この当接部５８と、ボタン５２が付着した第１箇所に対向する、グリッパ・リング５０の外面上に位置するグリッパ・リング５０上の第２箇所との間で作用することも分かる。
【００３１】
図４から７は、チップ内空気機構の順次動作を例示する。最初に図４では、グリッパ・リング５０は、このグリッパ・リング５０が実質的に長手軸２６と直交する第１配向に初期配置されているのが分かる。グリッパ・リング５０が第１配向にあれば、プランジャ３６が、グリッパ・リング５０の穴を通りかつ軸２６に沿って自由に移動することができる。したがって、シリンジ３０を最初に注射器本体２０内へ装填するとき、プランジャ３６は、プランジャ・ガイド５４およびグリッパ・リング５０の穴を自由に通過して、図４に示すように、グリッパ・リング５０および遠位管２２に対して位置決めされるようになる。
【００３２】
図５は、近位方向にボタン５２を最初に移動した後のチップ内空気機構の構成を示す。図示のように、最初にボタン５２を移動することによって、グリッパ・リング５０が、第１配向から、グリッパ・リング５０が軸２６に対して傾斜する第２配向へ再配向される。グリッパ・リング５０の傾斜が実現するのは、ボタン５２によって、このボタン５２が付着する、グリッパ・リング５０の外面上の箇所が移動するが、他方では、戻しばね５６が、ボタン５２が付着する箇所に対向する、グリッパ・リング５０の外面上に位置する箇所を保持するからである。この第２配向では、傾斜したグリッパ・リング５０がプランジャ３６に係合して、プランジャ３６がグリッパ・リング５０と一緒に移動する。
【００３３】
ここで図６を参照すると、ボタン５２を近位方向に引き続き移動させることによって、戻しばね５６の抵抗に打ち勝ち、グリッパ・リング５０およびプランジャ３６の全体が移動して（近位方向に）、注射管３８（図３参照）内に空気を吸い込みかつその中に空気溜りを生成することが分かる。図２に示すように、このチップ内空気機構は、近位方向にボタン５２の移動を制限するための止め６０をさらに含む。止め６０の位置を調節することによって、空気溜り４２の容積が変更可能なことを理解されたい。したがって、ボタン５２は、所望の容積を有する空気溜り４２を生成することになる一定の距離の間でプランジャ３６を移動させる所定距離にわたって移動する。大半の応用例に関して、空気溜り４２の大きさすなわち容積は、約３マイクロ・リットルと２７マイクロ・リットルの間（３〜２７μｌ）の範囲にあり、それは約０．００８から０．１０２ｃｍ（約０．００３インチから０．０４０インチ）までの範囲内の一定距離にわたるプランジャ３６の移動に対応する。約５マイクロ・リットルと８マイクロ・リットルの間（５〜８μｌ）の範囲にある空気溜り４２のより好ましい容積を対象にするためには、約０．０２０ｃｍ±０．００８ｃｍ（約０．００８インチ±０．００３インチ）の距離の間でプランジャ３６の移動を設定する。
【００３４】
図２はまた、操作者がこの所定距離にわたってボタン５２を移動させた後、ボタン５２をその初期位置に戻すために、ばね６２がボタン５２と遠位管２２の間に装着されていることを示す。図６および７を相互参照すると、プランジャ３６が静止状態に留まると共に、ボタン５２およびグリッパ・リング５０がそれらの初期位置に復帰することが分かる。さらに詳細には、使用者がボタン５２を所定距離にわたって移動させ、かつボタン５２が止め６０に接触した後で、最初にボタン５２を遠位方向に移動することによって、グリッパ・リング５０が実質的に長手軸２６に直交する第１配向にグリッパ・リング５０を復帰させる。グリッパ・リング５０が第１配向にあれば、グリッパ・リング５０はプランジャ３６沿いに自由に移動する。したがって、ボタン５２を遠位方向に移動させることによって、グリッパ・リング５０をその元の位置に復帰させると共に、プランジャ３６が静止状態（その後退位置）に留まる。グリッパ・リング５０がその元の位置にあり、かつ第１配向にあれば、チップ内空気機構は注射のための構成になっている。図７に示すように、グリッパ・リング５０が第１配向にあれば、グリッパ・リング５０は、注射時にプランジャ３６の移動を妨げることはない。
【００３５】
図８は、本発明に従うチップ内空気機構の別の実施形態を示す。この実施形態では、チップ内空気機構が、シリンジ（図２に示した、プランジャ３６を有するシリンジ３０などの）を注射器本体１２０内へ装填しかつ固定するとき、自動的に作動する。上で説明した実施形態と同様に、この実施形態では、グリッパ・リング１５０を使用して、注射管３８（図３参照）の中に空気溜り４２を生成するためにプランジャ３６を係合かつ移動させる。図９を参照すると、グリッパ・リング１５０をより適切に理解することができる。図示のように、グリッパ・リング１５０は、実質的に穴を取り囲むリング形状であり、かつこのリング外周の一部に沿ってタブ６４が備わる。このグリッパ・リング１５０には、１対の円筒形の取付けパッド６６ａ、ｂがさらに備わり、第１取付けパッド６６ａが、第２取付けパッド６６ｂに対向してリング外周沿いに配置してある。さらに図示するように、両端の取付けパッド６６ａ、ｂが、グリッパ・リング１５０の枢軸６８を画定する。
【００３６】
ここで図８に戻ると、グリッパ・リング１５０が遠位管１２２中に配置され、かつ遠位管１２２に枢動可能に装着されているのが分かる。さらに詳細には、取付けパッド６６を遠位管１２２に固定してグリッパ・リング１５０が枢軸６８周りに枢動できるようになっている。図８は、このチップ内空気機構が、ロック・リング１３２上に装着されている正面カム７２とプッシュ・ロッド７０を含むことをさらに示す。図１０を相互参照すると最も適切に分かるように、この正面カム７２には、隆起中間部（すなわち、カム）を有するカム面７４が備わっている。図８に示すように、遠位管１２２の長手軸１２６回りを正面カム７２と一緒に回転移動するように、ロック・リング１３２を遠位管１２２上に回転可能に装着する。このような構造が協働すると、プランジャ３６（図２参照）を有する、薬物を充填したシリンジ３０を注射器本体１２０内へ装填することができる。装填時には、グリッパ・リング１５０の穴に通して、シリンジ３０のプランジャ３６を受け入れる。次いで、ロック・リング１３２を長手軸１２６周りに回転することによって、シリンジ３０を注射器本体１２０に固定する。このように回転させると、ロック・リング１３２上に装着してある正面カム７２も長手軸１２６周りに回転する。
【００３７】
引き続き図８を参照すると、遠位管１２２の中に設けた経路中にプッシュ・ロッド７０が配置されているのが分かる。さらには、このプッシュ・ロッド７０の一端７６が、正面カム７２のカム面７４上に休止し、かつプッシュ・ロッド７０の他端７８がグリッパ・リング１５０のタブ６４を圧迫することが分かる。このような構造が協働すると、正面カム７２およびロック・リング１３２の回転に応答してプッシュ・ロッド７０を近位方向に送る。プッシュ・ロッド７０を近位方向に送ることによって、グリッパ・リング１５０のタブ６４を押す。この動きによって、グリッパ・リング１５０を枢軸６８周りに回転させかつグリッパ・リング１５０をプランジャ３６（図２に示す）に係合させる。
【００３８】
一旦グリッパ・リング１５０がプランジャ３６に係合した後、プッシュ・ロッド７０をさらに近位方向に送ることによって、プランジャ３６を近位方向に移動して注射管３８内へ空気を吸い込み、空気溜り４２を生成する。これは、プッシュ・ロッド７０がカム面７４の頂端に到達するまで継続するが、その到達点では、正面カム７２がさらに回転することによって、プッシュ・ロッド７０を遠位方向に後退させる。プッシュ・ロッド７０が遠位方向に後退すると、ばねによって、グリッパ・リング１５０をその元の配向（すなわち、長手軸１２６に実質的に直交する）に復帰させる。
【００３９】
ここで図１１および１２を参照すると、テーパ部分８０を有するプランジャ２３６をチップ内空気機構と組み合わせて使用し、シリンジ２３０中に最初に存在する液体薬物の量に比例して、注射管３８（図３参照）内へ吸い込む空気の量を変更できることが分かる。この目的のために、プランジャ２３６には特に、図示のように、近位方向に減少する口径を有するテーパ部分８０が備わる。このテーパ部分８０の意義は、図１１を図１２と比較することによって最も適切に理解される。
【００４０】
さらに詳細には、図１１は、相対的に大きな分量の液がシリンジ２３０中にあるときのプランジャ２３６の初期位置（すなわち、チップ内空気機構による後退前）を示し、一方、図１２は、相対的に小さい分量の液がシリンジ２３０中にあるときのプランジャ２３６の初期位置を示す。図１１を図１２と比較すると、シリンジ２３０の液が増加すると、プランジャ２３６の初期位置を近位方向に移動させることが分かる。したがって、シリンジ２３０中の液量が多くなると（すなわち、図１１）、チップ内空気機構の作動前に、プランジャ２３６のより大きな口径部分がグリッパ・リング２５０の穴の中に位置することになる。
【００４１】
さらに図１１および１２の比較から、プランジャ２３６の大きな口径部分がグリッパ・リング２５０の中に位置する場合にグリッパ・リング２５０（図１１）を傾斜させかつ係合させるのに必要なボタン２５２の移動量よりも、プランジャ２３６の小さい口径部分がグリッパ・リング２５０の中に位置する場合にグリッパ・リング２５０（図１２）を傾斜させ、かつそれによって係合させるのに必要なボタンの移動量の方が大きいことが分かる。シリンジ２３０中の液量にかかわらず、ボタン２５２が近位方向に移動する距離の合計は同じであることを理解されたい。したがって、より多くの液がシリンジ２３０中にあれば（図１１）、ボタン２５２の相対的に少ない移動量のみを費やすだけで、プランジャ２３６を係合させるが、プランジャ２３６を後退させるためには、ボタン２５２の相対的に大きな移動量を残す。他方では、より少ない液がシリンジ２３０中にあれば（図１２）、ボタン２５２の相対的に大きな移動量を費やしてプランジャ２３６を係合させるが、プランジャ２３６を後退させるためには、ボタン２５２の相対的に小さい移動量のみを残すだけである。この結果、より多くの液がシリンジ２３０中にあるとき、プランジャ２３６をより遠くに後退させることになり、したがってより大きな空気溜り４２（図３参照）が生成することになる。
【００４２】
図８に示したチップ内空気機構においても、テーパを付けたプランジャ２３６を使用し、シリンジ２３０中に最初に存在する液体薬物の量に比例して、空気溜り４２（図３参照）の大きさを変更できることを関連技術の当業者なら理解するはずである。
【００４３】
本明細書において図示しかつ詳細に開示した特定の「チップ内空気を生成する機構を備える噴流注射器」は、ここで以上に述べた目的を達成しかつ以上に述べた利点を提供することができるが、それは本発明の現時点における好ましい実施形態の例示にすぎず、さらに添付の特許請求の範囲に記載した場合を除いて、本発明をここに示した構造および設計の細部に限定するものではないことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従う注射器本体を示す立面図である。
【図２】シリンジを注射器本体中に取り付けた後の、図１の注射器本体を示す断面図であり、分かりやすくするために、図１の線２−２に沿って見た部分の断面を示す。
【図３】図１の線２−２に沿って見た場合の、空気溜りが注射管のチップ中に生成された後であることを示すシリンジの遠位部分を示す断面図である。
【図４】図２の線４−４に沿って見た場合の、注射器管のチップ中の空気溜りを生成するチップ内空気機構を示しかつこの機構が駆動前であることを示す拡大詳細図である。
【図５】図４と同様の、駆動時のチップ内空気機構を示す拡大詳細図であり、機構のグリッパ・リングがシリンジ・プランジャと係合しているところを示す。
【図６】図４と同様の、駆動時のチップ内空気機構を示す拡大詳細図であり、グリッパ・リングがプランジャと係合しかつプランジャが移動してほぼ空気溜りが生成された後のシリンジ・プランジャの位置を示す。
【図７】図４と同様の、駆動後のチップ内空気機構を示す拡大詳細図であり、グリッパ・リングがプランジャと係合しかつプランジャが移動し、次いでその元の位置に復帰した後のシリンジ・プランジャの新たな位置を示す。
【図８】図２と同様の、本発明の一代替実施形態を示す断面図であり、そこでは正面カムおよびプッシュ・ロッドを使用してグリッパ・リングと組み合わせてシリンジ・プランジャを再配置する。
【図９】図８のグリッパ・リングを示す斜視図である。
【図１０】正面カムのカム面を示すために部分を取り除いてある、図８の正面カムを示す斜視図である。
【図１１】図５と同様の、本発明の一代替実施形態を示す拡大詳細図であり、そこではシリンジ・プランジャにテーパが備わり、プランジャは相対的に多量の薬物を収容するシリンジ中に位置する。
【図１２】図１１と同様の、相対的に少量の薬物を収容するシリンジ中に位置する、テーパの付いたプランジャを示す拡大詳細図である。
【符号の説明】
２０　注射器本体
２２　遠位管
２４　近位管
２６　長手軸
２８　発射キャップ
３０　シリンジ
３２　ロック・リング
３４　液体チャンバ
３６　プランジャ
３８　注射管
４０　遠位口
４２　空気溜り
４４　患者の皮膚
４６　駆動ばね
４８　駆動バー
５０　グリッパ・リング
５２　ボタン
５４　プランジャ・ガイド
５６　グリップ戻しばね
５８　当接部
６０　止め
６２　ばね
６４　タブ
６６　取付けパッド
６６ａ　第１取付けパッド
６６ｂ　第２取付けパッド
６８　枢軸
７６　プッシュ・ロッドの一端
７８　プッシュ・ロッドの他端
７０　プッシュ・ロッド
７２　正面カム
７４　カム面
８０　テーパ部分
１２２　遠位管
１２６　長手軸
１３２　ロック・リング
１５０　グリッパ・リング
２３０　シリンジ
２３６　プランジャ
２５０　グリッパ・リング
２５２　ボタン
【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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