(57)【要約】【課題】プランジャを斜めに押しても、パッキンがシリンダ内でスムーズに摺動する注射器およびそれに用いるパッキンを提供する。【解決手段】プランジャ２の先端部に、外面がフッ素樹脂層３１で覆われた有天筒状のゴム弾性体３２からなるパッキン３が冠着された注射器であって、上記有天筒状のパッキン３の天井中央に凸部３３が垂設され、その凸部３３が上記プランジャ２の先端面に当接しているとともに、上記パッキン３におけるシリンダ１内周面との摺動部分３４の底側外周部が徐々に括れ、上記摺動部分３４が線接触となっている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、このシリンダ内に進退自在に挿入されるプランジャと、このプランジャの先端部に冠着されてシリンダ内周面を摺動し、外面がフッ素樹脂層で覆われた有天筒状のゴム弾性体からなるパッキンとを備えた注射器であって、上記有天筒状のパッキンの天井中央に凸部が垂設され、その凸部が上記プランジャの先端面に当接しているとともに、上記パッキンにおけるシリンダ内周面との摺動部分の底側外周部が徐々に括れ、上記摺動部分が線接触となっていることを特徴とする注射器。
【請求項２】
上記パッキンとシリンダ内周面との摺動部分のフッ素樹脂層の厚みが、上記パッキンの上部のフッ素樹脂層の厚みよりも薄くなっている請求項１記載の注射器。
【請求項３】
上記請求項１または２記載の注射器に用いられることを特徴とするパッキン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、注射器およびそれに用いるパッキンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、注射器は、シリンダと、このシリンダ内に進退自在に挿入されるプランジャと、このプランジャの先端部に冠着されてシリンダ内周面を摺動するパッキンとで構成されている。そして、上記パッキンは、従来、ゴム製のものが用いられていた。
【０００３】
しかしながら、ゴム製のパッキンでは、ゴムに含有されている加硫剤等の成分が注射器内の薬液に溶出するという問題点があった。そのような薬液が人体に注射されると、人体に悪影響を及ぼすことになる。そこで、ゴム製のパッキンの外面を、薬液に安定なフッ素樹脂でコーティングしたものが提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
実公昭５２−１９４３５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、薬液を注射する際には、一般に、上記プランジャを押す方向が斜めになることがよくあるが、上記フッ素樹脂コーティングのゴム製パッキンを備えた注射器では、薬液を注射する際に上記プランジャを斜めに押すと、パッキンがシリンダ内でスムーズに摺動しない。そこで、本発明者は、試験を重ねて、その原因を究明した。その結果、その原因は、下記▲１▼と▲２▼の相互作用にあることをつきとめた。すなわち、▲１▼プランジャを斜めに押すと、その力は、そのままの方向でパッキンに加わる。このため、パッキンとシリンダ内周面との摺動部分では、周に沿った位置によって摩擦力が異なるようになる（摺動部分の摩擦力が不均一になる）。しかも、▲２▼フッ素樹脂は、静止摩擦係数と動摩擦係数との差が大きい。
【０００６】
本発明は、このような知見に鑑みなされたもので、プランジャを斜めに押しても、パッキンがシリンダ内でスムーズに摺動する注射器およびそれに用いるパッキンの提供をその目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、シリンダと、このシリンダ内に進退自在に挿入されるプランジャと、このプランジャの先端部に冠着されてシリンダ内周面を摺動し、外面がフッ素樹脂層で覆われた有天筒状のゴム弾性体からなるパッキンとを備えた注射器であって、上記有天筒状のパッキンの天井中央に凸部が垂設され、その凸部が上記プランジャの先端面に当接しているとともに、上記パッキンにおけるシリンダ内周面との摺動部分の底側外周部が徐々に括れ、上記摺動部分が線接触となっている注射器を第１の要旨とし、その注射器に用いるパッキンを第２の要旨とする。
【０００８】
すなわち、本発明の注射器は、有天筒状のパッキンの天井中央に凸部が垂設され、その凸部が上記プランジャの先端面に当接している。これにより、プランジャを斜めに押しても、凸部を斜めに押す力がシリンダやパッキンの軸方向に修正され、パッキンとシリンダ内周面との摩擦力が均一になる。さらに、上記パッキンにおけるシリンダ内周面との摺動部分の底側外周部が徐々に括れている。これにより、パッキンとシリンダとの間に空間ができ、プランジャが斜めになっても、上記空間およびパッキンの弾性により、プランジャの傾きを吸収し、パッキンとシリンダ内周面との摺動部分の液密性を保持する。また、上記パッキンとシリンダ内周面との摺動部分が線接触となっている。これにより、シリンダ内周面との摩擦力が小さくなっている。これらのことから、上記注射器では、プランジャを斜めに押しても、パッキンがシリンダ内でスムーズに摺動する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。
【００１０】
図１は、本発明の注射器の一実施の形態を示している。この注射器は、プラスチック製のシリンダ１と、このシリンダ１内に進退自在に挿入されるプラスチック製のプランジャ２と、このプランジャ２の先端部に冠着されてシリンダ１の内周面を摺動するパッキン３とで構成されている。
【００１１】
上記プランジャ２は、図２に示すように、その先端部に、パッキン冠着部が形成されている。このパッキン冠着部は、中間が括れた形状をしており、その括れ部２１の先端に、パッキン３の内周部に嵌合する嵌合円板部２２が形成され、後端に、パッキン３の底面の突起３８が当接する当接円板部２３が形成されている。そのうち、先端の嵌合円板部２２の表面中央には、パッキン３の凸部３３に対応する凹部２４が形成されている。
【００１２】
上記パッキン３は、外面がフッ素樹脂層３１で覆われた有天筒状のゴム弾性体３２からなっており、その内側天井中央には、球体の一部からなる凸部３３が垂設されている。また、上記パッキン３の外周部は、上部周縁がシリンダ１との摺動部分３４となっており、その摺動部分３４の底側は、高さ中央部が徐々に括れた形状になっている。この括れ３５により、上記摺動部分３４がシリンダ１（図３参照）と、円周に沿って線接触するようになっている。また、上記パッキン３の内周部は、上記プランジャ２のパッキン冠着部に対応した形状となっている。すなわち、パッキン３の内周部の天井側は、パッキン冠着部先端の嵌合円板部２２と嵌合する大径部３６に形成され、底側は、中間の括れ部２１と嵌合する小径部３７に形成されている。また、上記パッキン３の底面の環状面には、４個の突起３８が等間隔で突設されている。
【００１３】
そして、図３に示すように、上記パッキン３がプランジャ２先端のパッキン冠着部に冠着されている状態では、パッキン３の天井中央の凸部３３が、上記プランジャ２の先端面（パッキン冠着部先端の嵌合円板部２２の表面中央の凹部２４）と当接し、パッキン３の底面の突起３８が上記プランジャ２のパッキン冠着部後端の当接円板部２３の表面と当接している。
【００１４】
このように、パッキン３が有天筒状に形成され、その天井中央に凸部３３が垂設され、その凸部３３がプランジャ２の先端面に当接している注射器では、プランジャ２を斜めに押すと（図３に示すように、プランジャ２がシリンダ１よりも小径であるから、この斜め押し現象が起こる）、プランジャ２の先端面もパッキン３の天井中央の凸部３３を斜めに押すが、その凸部３３の作用により、凸部３３を斜めに押す力がシリンダ１やパッキン３の軸方向に修正される。このため、パッキン３とシリンダ１との摩擦力が均一になる。さらに、上記パッキン３におけるシリンダ１との摺動部分３４の底側外周部が徐々に括れているため、パッキン３とシリンダ１との間に空間ができ、プランジャ２が斜めになっても、上記空間およびパッキン３の弾性により、プランジャ２の傾きを吸収し、パッキン３とシリンダ１との摺動部分３４の液密性を保持することができるようになっている。また、上記パッキン３は、シリンダ１との摺動部分３４が線接触となっているため、シリンダ１との摩擦力が小さくなっている。これらのことから、上記注射器では、プランジャ２を斜めに押しても、パッキン３がシリンダ１内でスムーズに摺動する。
【００１５】
上記パッキン３は、例えば、つぎのようにして作製される。すなわち、まず、フッ素樹脂シートの片面を、大気圧プラズマ処理することにより、表面改質する。ついで、その表面改質された面に、シランカップリング剤を塗布する。つぎに、加硫剤が含有されたゴム組成物を上記シランカップリング剤の塗布面に接触させ、その状態で加熱成形する。これにより、フッ素樹脂層３１とゴム弾性層３２ａとからなる複合シート材３ａ（図４参照）が作製される。そして、この複合シート材３ａを成形することにより、上記パッキン３を得ることができる。
【００１６】
上記成形には、例えば、図４に示すように、パッキン３の外側形状に対応する凹型４ａが多数形成された上型４と、パッキン３の内側形状に対応する凸型５ａが多数形成された下型５とを用いる。すなわち、これら、上型４と下型５との間に、上記複合シート材３ａを、フッ素樹脂層３１を上型４の方に向けて配置し、所定の圧力，温度，時間等の条件下で、上型４と下型５とでプレスする。このプレスの際に上型４の凹型４ａの内周面がフッ素樹脂層３１を引っ張って伸ばすように、上型４の凹型４ａの寸法等を設定する。これにより、パッキン３とシリンダ１との摺動部分３４のフッ素樹脂層３１の厚みが、パッキン３の上部（薬液と接する部分）のフッ素樹脂層３１の厚みよりも薄くなる。そして、成形後に、各パッキン３部分を切り取る。
【００１７】
上記ゴムとしては、例えば、シリコーンゴム，イソプレンゴム，ブタジエンゴム，スチレンブタジエンゴム，エチレンプロピレンゴム，ニトリルゴム等を主原料とし、それに充填剤や架橋剤等を配合したものがあげられる。なかでも、耐薬液性の点で、シリコーンゴムが好ましい。
【００１８】
上記フッ素樹脂としては、例えば、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ），ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ），テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ），テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロエチレン共重合体（ＦＥＰ），クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＣＴＴＥ）等があげられる。なかでも、取り扱い易い点で、ＥＴＦＥが好ましい。
【００１９】
なお、上記パッキン３におけるフッ素樹脂層３１の厚みは、特に限定されないが、例えば、上記摺動部分３４のフッ素樹脂層３１の厚みは、８〜１２μｍの範囲に設定され、パッキン３の上部（薬液と接する部分）のフッ素樹脂層３１の厚みは、通常、３０〜７０μｍの範囲に設定される。このように摺動部分３４のフッ素樹脂層３１の厚みを薄くすることにより、内側のゴム弾性を摺動部分３４に及ぼし易くなり、摺動部分３４の液密性が向上する。
【００２０】
また、上記実施の形態では、プランジャ２の先端面に凹部２４を形成したが、その凹部２４を形成することなく、プランジャ２の先端面を平面状としてもよい。
【００２１】
図５は、本発明のパッキンの他の実施の形態を示している。このパッキン６は、外周部の括れ３５が上下２箇所に形成され、シリンダ１（図３参照）の内周面と線接触となる摺動部分３４が上下２箇所となるようになっている。それ以外は上記実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。
【００２２】
このパッキン６を用いると、シリンダ１（図３参照）との間で、より液密にすることができる。
【００２３】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【００２４】
【実施例１】
上記実施の形態と同様にして、パッキン３を作製した。すなわち、まず、厚み５０μｍのＥＴＦＥ製シート（旭硝子社製、ＬＭ−７２０）の片面を、アルゴンガス：窒素ガス：二酸化炭素＝１００：８：６の混合ガスを用いて、大気圧プラズマ処理（３０℃×１５秒間）して表面改質した。ついで、その表面改質された面に、シランカップリング剤（信越化学社製、ＫＢＭ−５０３）を１０ｇ／ｍ２  塗布した。つぎに、ゴム組成物として、シリコーンゴム（信越化学社製、ＫＥ５４１）１００重量部に対して、過酸化物（加硫剤：信越化学社製、Ｃ−８Ａ）を０．７重量部、シリコーンオイル（信越化学社製、ＫＦ−９９）を７重量部、カーボンブラック（旭カーボン社製、旭♯３５）を０．３重量部配合したものを準備し、上記シランカップリング剤の塗布面に接触させ、その状態で加熱成形（１８０℃×５分間）した。これにより、フッ素樹脂層３１（上記ＥＴＦＥ製シート、厚み：５０μｍ）とゴム弾性層３２ａ（上記シリコーンゴム、厚み：２ｍｍ）とからなる複合シート材３ａを作製した。そして、その複合シート材３ａを、前記上型４および下型５を用いて成形し、上記実施の形態と同様のパッキン３を得た。
【００２５】
【比較例１】
上記実施例１で得たパッキン３の天井中央に垂設された凸部３３を切除した。これを比較例１とした。
【００２６】
上記実施例１のパッキン３および比較例１のパッキンをプランジャ２先端部のパッキン冠着部に冠着し、シリンダ１内に挿入した。そして、プランジャ２を斜めに押した。その結果、実施例１のパッキン３を用いた注射器では、パッキン３がシリンダ１内でスムーズに摺動したが、比較例１のパッキンを用いた注射器では、スムーズに摺動しなかった。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、本発明の注射器によれば、有天筒状のパッキンの天井中央に凸部が垂設され、その凸部が上記プランジャの先端面に当接しているため、プランジャを斜めに押しても、上記凸部により、パッキンを軸方向に押すことができるようになり、パッキンとシリンダ内周面との摩擦力を均一にすることができる。さらに、上記パッキンにおけるシリンダ内周面との摺動部分の底側外周部が徐々に括れているため、パッキンとシリンダとの間に空間ができ、プランジャが斜めになっても、上記空間およびパッキンの弾性により、プランジャの傾きを吸収することができ、パッキンとシリンダ内周面との摺動部分の液密性を保持することができる。また、上記パッキンは、シリンダ内周面との摺動部分が線接触となっているため、シリンダ内周面との摩擦力が小さくなっている。これらのことから、本発明の注射器では、プランジャを斜めに押しても、パッキンをシリンダ内でスムーズに摺動させることができる。
【００２８】
特に、本発明の注射器において、上記シリンダ内周面との摺動部分のフッ素樹脂層の厚みが、その上部内側のフッ素樹脂層の厚みよりも薄くなっている場合には、内側のゴム弾性が摺動部分に及び易くなるため、摺動部分の液密性が向上する。
【００２９】
また、本発明のパッキンは、上記注射器に用いられるため、プランジャを斜めに押しても、シリンダ内周面との摺動をスムーズにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の注射器の一実施の形態を示す斜視図である。
【図２】上記注射器におけるプランジャおよびパッキンを示す一部が破断した側面図である。
【図３】上記プランジャにパッキンが冠着された状態を示す一部が破断した側面図である。
【図４】上記パッキンの製法を示す説明図である。
【図５】本発明の注射器に用いるパッキンの他の実施の形態を示す一部が破断した側面図である。
【符号の説明】
１  シリンダ
２  プランジャ
３  パッキン
３１  フッ素樹脂層
３２  ゴム弾性体
３３  凸部
３４  摺動部分
【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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