JP5596476B2 - 無針注射器の駆動装置及び無針注射器の駆動装置の駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は、糖尿病のインスリン注射や美容整形のプラセンタ注射のような皮下注射などに利用する無針注射器の駆動装置及び無針注射器の駆動装置の駆動方法に関するものである。

無針注射器は、微小なノズルを先端に設けたシリンジに薬液を収容すると共に、シリンジ内にプランジャーを摺動自在に設けられ、そして、投薬時には、シリンジの基端にばね式駆動装置が装着される。このばね式駆動装置は、バネのエネルギーを用いてプランジャーを押圧して薬液を、皮膚に当てたノズルより噴出するものであった。（例えば特許文献１，２）。

ところで、無針注射した薬液の皮膚内の拡散についての研究成果として、薬液が皮膚を貫通するまでの時間はばねケース内のピストンとプランジャーの隙間に依存している。すなわち、ピストンとプランジャーとの隙間を有することで、ばね力に付勢されたピストンは、プランジャー側に衝撃力を付与し、この衝撃力によって薬液が皮膚内で拡散する要件が重要であることが判明している。（例えば非特許文献１，２）。

特表２００７−５３３３４２号公報 特開平４−５１９６６号公報

橋本 毅：無針注射器の噴射特性における可動部等価質量の影響（2009.3） 小西 寛人：分割注射のできる無針注射器の試作，日本機械学会2008年度年次大会 講演論文集，Vol.2,pp19-20(2008.8)

従来技術においては、一度の薬液充填につき一回しか薬液を投与できず、また、シリンジは一回の注射ごとに使い捨ててしまう。そのため、長期間或いは長時間の外出時にはシリンジを複数個携帯しなければならない。また、毎回の薬液の充填にはシリンジ内に空気が入らないようにしなければならないので、慎重な作業が必要である。さらには、ばねの圧縮には強い力が必要であり、それを１回の注射ごとに行うことは煩雑な操作であった。

また、無針注射器による薬液投与にあっては、上述のようにピストンによってプランジャー側に衝撃力を付与し、この衝撃力によって薬液が皮膚内で拡散することが重要である。

解決しようとする問題点は、一度の薬液充填とばね力のチャージ（負荷）で、注射を数回に分割して投与できるようにする点である。また、このような分割投与であっても、それぞれの投与の際にピストンによってプランジャー側に衝撃力を付与できるようにする点である。

請求項１の発明は、ノズルを前端に設けると共にプランジャーを摺動可能に設けた無針注射器のシリンジを前部に取り付ける機枠本体と、この機枠本体に設けられ前記プランジャーに対向して前側に移動可能に設けられて前記プランジャーを押圧可能なピストンと、前記機枠本体に設けられて前記ピストンを前方へ押圧するばねとを備え、圧縮された前記ばねを伸張させピストンを前進させて前記プランジャーを押圧する無針注射器の駆動装置において、
前記ばねは、ばね保持部材に設けられると共に、該ばね保持部材と前記ピストンとの間に着脱可能なばね保持部材・ピストン接続手段を介在し、かつ前記ばね保持部材は前記機枠本体に対して後方に摺動可能に設けられ、かつ前記機枠本体と前記ばね保持部材の間に着脱可能な機枠本体・ばね保持部材接続手段を設けたことを特徴とする無針注射器の駆動装置である。

請求項２の発明は、前記機枠本体に前記ピストンの複数のピストンストッパーを設け、これらピストンストッパーは前記ピストンの前進方向に対応して設けられると共に、前記ピストンは前記複数のピストンストッパーに選択的に停止対応することを特徴とする請求項１記載の無針注射器の駆動装置である。

請求項３の発明は、前記機枠本体に操作体を設け、この操作体に前記ばね保持部材と着脱可能なばね保持部材後退接続手段を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の無針注射器の駆動装置である。

請求項４の発明は、ばね保持部材・ピストン接続手段は、前記機枠本体に投薬操作用のトリガーを設け、前記ピストンと一体なピストン延長部材に前記トリガーが係止可能な複数のトリガー係止受け部を設け、前記トリガーは前記複数のトリガー係止受け部に選択的に係止することを特徴とする請求項３に記載の無針注射器の駆動装置である。

請求項５の発明は、前記機枠本体・ばね保持部材接続手段は、前記機枠本体にフックを設け、前記ばね保持部材に前記フックが係止可能な複数のフック係止受け部を設け、前記フックは前記複数のフック係止受け部に選択的に係止することを特徴とする請求項４に記載の無針注射器の駆動装置である。

請求項６の発明は、前記複数のピストンストッパーは、前記ピストンに設けられたピストン突起の移動路に配置され、該ピストン突起が選択的に係止することを特徴とする請求項２記載の無針注射器の駆動装置である。

請求項７の発明は、前記操作体に、前記ばね保持部材・ピストン接続手段の起動部を設けると共に、前記機枠本体・ばね保持部材接続手段の駆動部を設けたことを特徴とする請求項３記載の無針注射器の駆動装置である。

請求項８の発明は、前記操作体は、握り部を備えて前記機枠本体を摺動自在に設けられていることを特徴とする請求項７記載の無針注射器の駆動装置である。

請求項９の発明は、ノズルを前端に設けると共にプランジャーを摺動可能に設けた無針注射器のシリンジを前部に取り付ける機枠本体と、この機枠本体に設けられ前記プランジャーに対向して前側に移動可能に設けられて前記プランジャーを押圧可能なピストンと、前記機枠本体に設けられて前記ピストンを前方へ押圧するばねとを備え、圧縮された前記ばねを伸張させピストンを前進させて前記プランジャーを押圧する無針注射器の駆動装置の駆動方法において、圧縮された前記ばねの弾力の一部によって前記ばねを一部伸張させ前記ピストンを前進させて前記プランジャーに衝突させた後、前記ばねを前記ピストンと共に後退させて前記プランジャーと前記ピストンとの間にインパクト用ギャップを形成した後、再び残っている前記ばねの弾力によって前記ばねを伸張させて前記ピストンを前進させて前記プランジャーに衝突させることを特徴とする無針注射器の駆動装置の駆動方法である。

請求項１０の発明は、前記ばねを前記ピストンと共に繰り返し後退させて前記ピストンを前記プランジャーに複数回衝突させることを特徴とする請求項９記載の無針注射器の駆動装置の駆動方法である。

請求項１の発明によれば、予めピストンとプランジャーとの間に各回ごとにインパクト用のギャップを形成することができるので、薬液を分散して投与することができる
請求項２の発明によれば、１回バネを圧縮した後にピストンを断続的に前進せしめて、薬液を投与することができる。

請求項３の発明によれば、操作体を操作することで、ばね保持部材を後退せしめてギャップを形成することができる。

請求項４の発明によれば、トリガーをトリガー係止受け部に選択的に係止することで、確実に投薬することができる。

請求項５の発明によれば、フックはフック係止受け部に選択的に係止することで、ギャップを確実に確保することができる。

請求項６の発明によれば、ピストンストッパーによって、ピストンを直接停止せしめて誤動作がないようにすることができる。

請求項７の発明によれば、操作体によってばね保持部材・ピストン接続手段、機枠本体・ばね保持部材接続手段を操作することができる。

請求項８の発明によれば、操作体の前後移動によって操作を簡単に行うことができる。

請求項９の発明によれば、ばね保持部材を後退させ、そして残っているばねの弾力によってばねを伸張させてピストンを前進させてプランジャーに衝突させることで、投薬ごとにバネを圧縮する必要はなく、分割投薬ができる。

請求項１０の発明によれば、複数回の分割投薬を行うことができる。

本発明の実施例１を示す準備行程を示す概略図である。 同第１行程を示す概略図である。 同第２行程を示す概略図である。 同第３行程を示す概略図である。 同第４行程を示す概略図である。 同第５行程を示す概略図である。 同第６行程を示す概略図である。 同第７行程を示す概略図である。 同第８行程を示す概略図である。 同初期状態の全体縦断面図である。 同初期状態の全体平断面図である。 同第１行程の全体縦断面図である。 同第１行程の全体平断面図である。 同第２行程の全体縦断面図である。 同第２行程の全体平断面図である。 同第３行程の全体縦断面図である。 同第３行程の全体平断面図である。 同第４行程の全体縦断面図である。 同第４行程の全体平断面図である。 同第７行程の全体縦断面図である。 同第７行程の一部切り欠き全体平面図である。 同第８行程の全体縦断面図である。 同第８行程の全体平断面図である。 同全体の分解斜視図である。 同前進運動―回転運動変換機構の分解斜視図である。 同前進運動―回転運動変換機構の第１行程の斜視図である。 同前進運動―回転運動変換機構の第２行程の斜視図である。 同前進運動―回転運動変換機構の第３行程の斜視図である。 同前進運動―回転運動変換機構の第４行程の斜視図である。 同前進運動―回転運動変換機構の第５行程の斜視図である。 同前進運動―回転運動変換機構の第６行程の斜視図である。 同前進運動―回転運動変換機構の第７行程の斜視図である。 同前進運動―回転運動変換機構の第８行程の斜視図である。 同ばね保持部材後退接続手段の第１行程の平断面図である。 同ばね保持部材後退接続手段の第２行程の平断面図である。 同ばね保持部材後退接続手段の第３行程の平断面図である。 同機枠本体・ばね保持部材接続手段の第１行程の正面図である。 同機枠本体・ばね保持部材接続手段の第２行程の正面図である。 同機枠本体・ばね保持部材接続手段の第３行程の正面図である。 同機枠本体・ばね保持部材接続手段の第４行程の正面図である。 同機枠本体・ばね保持部材接続手段の第５行程の正面図である。 同機枠本体・ばね保持部材接続手段の第６行程の正面図である。 本発明の実施例２を示す斜視図である。

本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照して説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。

図１〜４２に示す実施例１の無針注射器１の駆動装置２は、例えばインスリン注射に利用するためのものであり、通常インスリン注射は一日に朝食時、昼食時及び夕食時の３回行なうものなので、３回注射ができるものを示している。尚、実際にはシリンジ３を装着した後にシリンジ３内の空気抜きのために最初にわずかにシリンジ３内のプランジャー４を押圧する必要があるので、プランジャー４を押圧する回数としては、空気抜きのためのプランジャー４の初期位置からの第１のストロークＡ、第１回の投薬となる第１のストロークＡ後からの第２のストロークＢ、第２回の投薬となる第２のストロークＢ後からの第３のストロークＣ、第３回の投薬となる第３のストロークＣ後の第４のストロークＤの４回のものを示している。

無針注射器１は薬液(図示せず)を収容した筒状のシリンジ３の前端にノズル５が設けられると共に、シリンジ３の後端３Ｂにプランジャー４が摺動自在に突設している。このシリンジ３の後端３Ｂを接続する駆動装置２の機枠本体であるケース本体６は、円筒状であってその前端６Ｆの面にシリンジ３の取り付け孔７が設けられ、このシリンジ３の取り付け孔７をプランジャー４が貫通するようになっている。また、ケース本体６の後端６Ｂは後述するばねケース８が出没できるように開口している。さらにケース本体６の中心軸線９に沿って設けられる周面の前部の左右に後述するピストン突起10の移動路を形成するために前部左右窓孔11、またケース本体６の左右面には後部左右窓孔12(図１〜９においては説明のためケース本体６の下部に図示している。)、周面後部の左右方向に対して直交する一方、図上では上面に後部上面窓孔13が、中心軸線９に沿ってそれぞれ形成されている。

ケース本体６内には、該ケース本体６の中心軸線９上に、該中心軸線９に沿って摺動してプランジャー４の後端４Ｂを押圧可能なピストン14が設けられており、このピストン14は押圧面が中心軸線９と直交する円板状であって、ピストン14の後方にはばね、実施例ではコイルばね15が設けられおり、このコイルばね15によってピストン14、ひいてはプランジャー４を前方へ押圧できるようになっている。

ケース本体６の後部に、コイルばね15を収容するばね保持部材としてのばねケース８を内蔵する。このばねケース８は中心軸線９と同軸上の円筒状であって、その外周面はケース本体６の内周面に摺動できるようになっていると共に、この外周面の上部の一部は後部上面窓孔13に臨み、外周面の左右部の一部は後部左右窓孔12に臨むようになっている。またばねケース８の前端８Ｆは開口していると共に、後端８Ｂはコイルばね15の後端15Ｂが当接して固定するように後板部により閉塞している。尚、実施例ではばねケース８の中心軸線９方向の全長は、ケース本体６の全長のほぼ半分の長さに形成されている。

さらに、ピストン14をプランジャー４を押圧するための引き金であるトリガー16をばねケース８の上部に設ける。このトリガー16はばねケース８の前側に後部上面窓孔13に常時あらわれるように装着されているものであって、後部16Ｂが内側向き（中心軸線９側）で前部16Ｆが外側向き（中心軸線９と反対側）な梃子状であって、その中間部は中心軸線９と長手方向が直交方向にある第１の軸18を介して起伏自在に設けられている。そして、トリガー16が選択的に係止するトリガー係止受け部19，20，21，22をピストン14と一体に設ける。この係止受け部19，20，21，22は、ピストン14の後方に延長したピストン延長部材23に孔を形成することで設けられており、ピストン延長部材23はピストン14の外側に上面窓孔13に対向するように一体に設けられた後方へ向かう、トリガー係止受け部19，20，21，22は、１回目の投薬をする前にトリガー16が係止する第１のトリガー係止受け部19、同様に１〜３回目の注射をする前にトリガー16が係止する第２のトリガー係止受け部20、第３のトリガー係止受け部21、第４のトリガー係止受け部22を備えるものであり、これら第1〜４のトリガー係止受け部19，20，21，22は、ピストン14の上部に設けたピストン延長部材23の後部より前部に向かって間隔をおいて配置されている。また、ピストン延長部材23はピストン14の後方に突設され、ばねケース８の内周面の上部に摺動可能に設けられると共に、内側はコイルばね15に臨んでいる。そして、ばねケース８に起伏方向に回動するトリガー16と、ピストン14が接続されたピストン延長部材23に設けられトリガー16が選択的に係止する第１のトリガー係止受け部19、第２のトリガー係止受け部20、第３のトリガー係止受け部21、第４のトリガー係止受け部22によって、ばねケース８とピストン14との間に、ばねケース８とピストン１４とを、選択的に固定、非固定となるように着脱自在に接続するばね保持部材・ピストン接続手段24が設けられている。

また、ケース本体６の前部にピストン14を、各ストロークＡ，Ｂ、Ｃ，Ｄに対応させて停止させるピストン14のピストンストッパー28，29，30，31を設ける。このピストン14のピストンストッパー28，29，30，31は、ケース本体６の前部に中心軸線９と同一状に回動自在に外嵌された短円筒形のピストンストッパーリング26によって形成され、その前端26Ｆはケース本体６の前側板27に回動自在に係止される。一方、ピストンストッパーリング26の後端26Ｂには、ピストン14を、初期状態から第１のストロークＡに対応させて停止させる第１のピストンストッパー28、第１のストロークＡに続く第２のストロークＢに対応させて停止させる第２のピストンストッパー29、第２のストロークＢに続く第３のストロークＣに対応させて停止させる第３のピストンストッパー30、第３のストロークＣに続く第４のストロークＤに対応させて停止させる第４のピストンストッパー31を有するもので、これらはピストン14の外周に外側に向けて突設したピストン突起10が選択的に係止するものであり、次の長さ関係を有する。ピストンストッパーリング26の前端から第１のピストンストッパー28までの長さを第１の長さＥ、同様に前端から第２のピストンストッパー29、前側板27から第３のピストンストッパー30、前端から第４のピストンストッパー31までの長さを第２の長さＦ、第３の長さＧ、第４の長さＨとしたとき、第１の長さＥ、第２の長さＦ、第３の長さＧ、第４の長さＨの順に短くなっており、そして第１の長さＥと第２の長さＦの差は、第２のストロークＢと等しく、同様に、第２の長さＦと第３の長さＧの差は、第３のストロークＣと等しく、第３の長さＧと第４の長さＨの差は、第４のストロークＤと等しく形成されている。

そして、ピストン突起10は左右２箇所に設けられており、このためピストンストッパーでは第１のピストンストッパー28、第２のピストンストッパー29、第３のピストンストッパー30、第４のピストンストッパー31、第１のピストンストッパー28、第２のピストンストッパー29、第３のピストンストッパー30、第４のピストンストッパー31のように断続する段状となって円環状に配置されている。

尚、このピストンストッパー28，29，30，31は投薬するごとに手動で回転させることでピストン14を所定位置で停止させることができるが、実施例では後述するように前後方向に操作する操作体32の後退運動に連動してピストンストッパーリング26を前後運動―回転運動変換手段33を介して、ピストンストッパーリング26を１／８回転ごとに自動的に回転できるようになっており、このようにすることでピストン突起10が、第１のピストンストッパー28、第２のピストンストッパー29、第３のピストンストッパー30、第４のピストンストッパー31に選択的に係止できるようになっている。尚、ピストンストッパーリング26の回転角度は、ピストンストッパーの数によって適宜変更される。

前記操作体32は、外周を片手で握ることができ、中心軸線９と同軸状のほぼ円筒形の握り部32Ｂを有し、ケース本体６の後部を外嵌するようにして中心軸線９と同一線状となって前後方向に往復動できるように設けたものであり、操作体32の内周面における左右方向、さらに左右方向に直交する他方にはばねケース８を滑るように摺動するための摺動部材34が設けられている。また、操作体32の内周面にはトリガー16を押圧操作する起動部たる小突起32Ａが設けられている。

そして、操作体32とばねケース８との間に、インパクトギャップ確保手段であるばね保持部材後退接続手段35を介在する。このばね保持部材後退接続手段35は、ケース本体６に対して操作体32を後方へ移動させたときに、ケース本体６に対してばねケース８を共に後退させて第２〜４回の投薬する前ごとに、プランジャー４とピストン14との間に、インパクト用空隙である第２のギャップＪ、第３のギャップＫ、第４のギャップＬを形成するためのものである。尚、シリンジ３内の空気抜きのためにピストン14をプランジャー４に押圧するために第１のギャップＩが形成されるようになっている。また、第２のギャップＪ、第３のギャップＫ、第４のギャップＬは同じ長さでもよいが、衝撃力を一定に保つためにコイルバネ15のばね定数などの関係から、第２のギャップＪ、第３のギャップＫ、第４のギャップＬを順次大きくするようにしてもよい。そして、第２のギャップＪは、第２のストロークＢ、第１の長さＥと第２の長さＦの差に等しく、また第３のギャップＫは、第３のストロークＣ、第２の長さＦと第３の長さＧの差に等しく、さらに第４のギャップＬは、第４のストロークＤ、第３の長さＧと第４の長さＨの差に等しく形成されている。

このばね保持部材後退接続手段35は、操作体32の左右両側とばねケース８の左右両側間に左右一対に設けられている。尚、概略断面図では説明上図の下側に図示している。

このばね保持部材後退接続手段35は、操作体32の左右両側の内周面に内外方向に回動する爪片36が設けられており、操作体32を後退させたときにこの爪片36が後部左右窓孔12を貫通してばねケース８の左右側面の外周に設けた溝状の爪係止受け部37，38，39，40に順次係止することで、ばねケース８、さらにはピストン14を操作体32と共に後退できるようになっている。爪片36は操作体32に軸方向が上下方向の第２の軸36Ａを介して梃子状となって回動自在に設けられていると共に、先鋭な後端36Ｂがばねケース８の外周面に付勢して圧接するように、爪片36はばね36Ｓで付勢されている。一方、ばねケース８の左右側面には、後端８Ｂから前端８Ｆに向かって爪片36が選択的に係止可能な第１の爪片係止受け部37、第２の爪片係止受け部38、第３の爪片係止受け部39、第４の爪片係止受け部40が間隔をおいて設けられている。そして、操作体32に設けた爪片36とばねケース８に設けられ爪片36が選択的に係止する第１の爪片係止受け部37、第２の爪片係止受け部38、第３の爪片係止受け部39、第４の爪片係止受け部40によって、操作体32を後方に移動したときのみ、該移動に伴ってばねケース８を、第１の爪片係止受け部37、第２の爪片係止受け部38、第３の爪片係止受け部39、第４の爪片係止受け部40に対応して順次後退できるようになっている。

さらに、ばね保持部材後退接続手段35によってケース本体６に対して後退させたばねケース８をその状態で着脱自在に接続して固定状態とするフック式保持手段である機枠本体・ばね保持部材接続手段41について説明する。ケース本体６の後端６Ｂ側の周面にフック42が回動自在に設けられ、このフック42は軸方向が左右方向に向かう第３の軸43を介して梃子状に設けられており、その前端42Ｆは前向きで内側に向いており、このフック42の前端42Ｆは後部上面窓孔13を貫通してばねケース８の上面に設けた溝状のフック係止受け部44，45，46、47に選択的に係止される。一方、第３の軸43の後方に配置されるフック42の後部は外側に向かっている。フック42係止受け部は中心軸線９に沿って後側より前側に向かって第１のフック係止受け部44、第２のフック係止受け部45、第３のフック係止受け部46、第４のフック係止受け部47が間隔をおいて配置されている。尚、フック42は前端42Ｆが常時内側に付勢されるようにスプリング42Ｓが設けられている。

尚、実施例では操作体32をケース本体６に対して前進さらに後退させることで、フック42を、第１のフック係止受け部44、第２のフック係止受け部45、第３のフック係止受け部46、第４のフック係止受け部47に自動的に順次係止できるようになっている。この自動化機構は、フック42の前端にガイドピン48が、中心軸線９と離間状態で直交するように左右に突設しており、一方操作体32の後部に前記ガイドピン48に対向するように駆動部であるフック誘導爪片49を設ける。フック誘導爪片49は中心軸線９と離間状態で直交し、ガイドピン48よりもやや外側に配置された第４の軸50を介して起伏方向に回動可能に設けられており、そして、フック誘導爪片49は常時その後端が斜め状態で内側に向くように、ばね49Ｓによって付勢されるようになっており、操作体32を前進させたときにはフック誘導爪片49の後端49Ｂはガイドピン48の外側を乗り越え（図３７，３８，３９）、その後に操作体32を後退させたときには第１のフック係止受け部44に入り込んで係止状態にあるフック42と一体のガイドピン48の内側に入り込んでフック42の前端42Ｆを持ち上げることで（図４０，４１）、フック42を第１のフック係止受け部44との係止状態を解除し、さらなる操作体32の後退によってフック42が第２のフック係止受け部45に入り込んで係止状態になるようになっている。

実施例の前後運動−回転運動変換手段33は、図２４〜２６に示すようにケース本体６の前端６Ｆ外周に回動可能に外嵌されたピストンストッパーリング26と、このピストンストッパーリング26の後部に配置される押さえリング51と、操作体32に連結されてピストンストッパーリング26を１／８回転ごとに回動させる回転駆動用リング52を備えている。ピストンストッパーリング26はケース本体６の外周に回動自在に外嵌する円筒部を円周方向に１６等分したとき、１〜２等分箇所、３〜４等分箇所、５〜６等分箇所、７〜８等分箇所、９〜１０等分箇所、１１〜１２等分箇所、１３〜１４等分箇所、１５〜１６等分箇所の後端に対応して第１のピストンストッパー28、第２のピストンストッパー29、第３のピストンストッパー30、第４のピストンストッパー31、第１のピストンストッパー28、第２のピストンストッパー29、第３のピストンストッパー30、第４のピストンストッパー31が設けられ、さらに前端26Ｆと後端26Ｂとの中間外周面にそれぞれの等分箇所に対応して後方へ突設する第１の回転三角歯53を設ける。さらに、第１の回転三角歯53の外周における第１、５、９、１３等分箇所に前後方向に向かって第２の回転三角歯54を設け、第２の回転三角歯54の頂部後方は中心軸線９と平行で１等分側が一様に傾斜している。これら三角歯などは適宜変更実施される。

また、押さえリング51の外周面は第１の回転三角歯53の外周面と同一面状に形成されるものであって、押さえリング51も中心軸線９を中心として１６等分された箇所の２等分ごとに後方に突設して第１の回転三角歯53に噛合可能な中間三角歯55を設ける。さらに、押さえリング51の外周に中間突起56を設ける。この中間突起56はひとつ置きごとに中間三角歯55の頂部からやや後退した箇所から後端に中心軸線９と平行に設けられている。

回転駆動用リング52は、外周を１６等分したうちの１，２等分箇所、３，４等分箇所、５，６等分箇所・・・に前方が先鋭な駆動側三角歯57が設けられると共に、この駆動側三角歯57の頂部の後方は中心軸線９と平行に１等分側が形成されているものであって、この２等分目の内周面に中間突起56が摺動自在な駆動側溝58が中心軸線９と平行に形成されている。そして、この回転駆動用リング52の後端52Ｂと操作体32の前部、具体的には摺動部材34の前部とが棒状連結部材59によって連結している。

したがって、前後運動ー回転運動変換手段33においては、図２６に示す状態では第１のピストンストッパー28が前部左右窓孔11に臨んでおり、この第１のピストンストッパー28にピストン14に設けたピストン突起10が係止することで、ピストン14が停止状態になっており、この状態ではピストンストッパーリング26と押さえリング51の第１の回転三角歯53と中間三角歯55がかみ合っている。そして、投薬の動作のために操作体32が前方へ移動すると、それに連動して回転駆動用リング52も前方へ移動する。

その後、図２７に示すようにピストンストッパーリング26の第２の回転三角歯54と回転駆動用リング52の駆動側三角歯57が接触する。そして、図２８に示すように、回転駆動用リング52はさらに前方へ移動してくるため、第２の回転三角歯54と駆動側三角歯57の傾斜によって、直線運動は回転運動に変換され、ピストンストッパーリング26に伝えられる。またピストンストッパーリング26へ伝えられた回転運動は第１の回転三角歯53、中間三角歯55にも作用する。そして、ピストンストッパーリング26が回転すると、押さえリング51が後方へ移動するように、回転運動を直線運動へと再変換する。つまり、回転駆動用リング52の前方への直線運動は、ピストンストッパーリング26を回転させると共に、押さえリング51を後方に直線運動させるという作用をもたらす。

図２９に示すように、押さえリング51は、中間三角歯55がピストンストッパーリング26の第１の回転三角歯53の頂部を超えるまでは後方へ移動する。そして、図３０に示すようにピストンストッパーリング26が回転していくと、動作の途中で第１の回転三角歯53が中間三角歯55の頂部を超える。この時、コイルばね15の弾性力によって回転駆動用リング52は前方へ推し戻される。この時、第１の回転三角歯53、中間三角歯55が噛み合うように力が働くため、ピストンストッパーリング26はその効力によりさらに回転する。ここで第２の回転三角歯54、駆動側三角歯57の接触が終わり、直後に第２の回転三角歯54における中心軸線９と平行な部位と、駆動側三角歯57における中心軸線９と平行な部位が接触する。このような状態では第２のピストンストッパー29が前部左右窓孔11に臨んでいる。

次に図３１に示すように、その後も回転駆動用リング52は前方へ移動していき、第１の回転三角歯53、中間三角歯55が完全に噛み合うまで動作が続く、この時には操作体32の前方移動操作によってトリガー16が作動されたことで薬液の投与は終了している。

このようにして投与が完了した後は、次の噴射のために操作体32を初期位置に戻す。この動作で回転駆動用リング52も後方に移動するが、その際も第２の回転三角歯54における中心軸線９と平行な部位と、駆動側三角歯57における中心軸線９と平行な部位54Ａ，57Ａは接触したままである。そして、図３３に示すように、前記一対の部位の接触が終わる位置まで回転駆動用リング52が移動すると、押さえリング51はコイルばね15によって前方へ押し出される。この時、第１の回転三角歯53と駆動側三角歯57の傾斜が完全に噛み合うようにピストンストッパーリング26が回転する。このような動作で１回の噴射の動作と次回噴射時のための予備動作が完了する。

次に前記構成についてその説明する。

図１に示す初期状態にあっては一点鎖線で示す様にピストン14が前側に配置されてばねが伸張状態にあり、この初期状態より実線で示す様にピストン14を後退させると共に、コイルばね15を圧縮する。このような準備行程では、予めケース本体６に設けられたフック42が第１のフック係止受け部44に係止しており、そして取り付け孔７に押し込み棒（図示せず）を挿入することで、ピストン14を後退させると共にコイルばね15をほぼ最大限圧縮し、さらにピストン14と一体のピストン突起10が後退することで、第４のトリガー係止受け部22、第３のトリガー係止受け部21、第２のトリガー係止受け部20を超えてトリガー16が第１のトリガー係止受け部19に係止している。尚、この際、握り操作体32はトリガー16とフック42との間に配置されている。また、ばね保持部材後退接続手段35の爪片36は第１の爪片係止受け部37より後方に位置している。さらに、前部左右窓孔11には第１のピストンストッパー28があらわれるようになっている。

次に図２に示す第１行程のように図１の準備行程の完了後に、ケース本体６にシリンジ３を装着する。このシリンジ３の取り付け状態は、シリンジ３の後端３Ｂより後方に突設しているプランジャー４をケース本体６に差し込むようにするものであって、実施例ではピストン14とプランジャー４の間には第１のギャップＩが形成されている。

そして、図３に示す第２行程のように操作体32を前方に摺動して移動すると小突起32Ａがトリガー16の前部16Ｆを内側に押圧することで、後部16Ｂが持ち上がり、トリガー16と第１のピストンストッパー28との係止が解除される。この解除に伴ってコイルばね15が少し伸張してピストン14が第１のギャップＩを前進してプランジャー４に衝突した後にこのプランジャー４を前向きに押圧する。このようなピストン14が前進する際、前部左右窓孔11には第１のピストンストッパー28があらわれており、ピストン14の前進時にピストン突起10が第１のピストンストッパー28に係止することで、プランジャー４を押圧したピストン14自体も第１のピストンストッパー28の位置に対応して停止する。また、小突起32Ａからの押圧が解除されたトリガー16が第２のトリガー係止受け部20に係止される。そして、ピストン14がプランジャー４に接したときから第１のピストンストッパー28により停止するまでの間ピストン14がプランジャー４を押圧することで、ノズル５より第１回目の薬液を噴出することができる。

次に図４に示す第３行程のように第２回目の注射を行う準備として、操作体32をケース本体６に対して後退させると、このケース本体６の後退に伴いフック誘導爪片49がガイドピン48を押し上げてフック42が第１のフック係止受け部44より離脱する。また操作体32を後退させることで、爪片36が第１の爪片係止受け部37に係止して操作体32の後退に伴ってばねケース８をピストン14と共に後退させる。このばねケース８の後退中にあってはフック42の先端がばねケース８の外周を摺動した後にフック42の先端が第２のフック係止受け部45に係止することで、ばねケース８、ひいてはばねケース８にトリガー16、第２のトリガー係止受け部20を介して一体化されているピストン14がプランジャー４の後端４Ｂよりインパクト用の第２のギャップＪが形成される。尚、この状態ではコイルばね15は、圧縮状態であって十分な圧縮力を有している。

また、操作体をケース本体６に対して後退させると、フック誘導爪片49がフック42のガイドピン48を乗り越え、また、爪片36はいったん第１の爪片係止受け部37を通過する。この操作体32の前進操作は棒状連結部材59、前進運動ー回転運動変換手段33を介してピストンストッパーリング26を１／８回転させることで、前部左右窓孔11には第２のピストンストッパー29があらわれるようになっている。

次に図５に示す第４行程のように、シリンジ３のノズル５を皮膚60に押し当てた状態で、操作体32を前進させると小突起32Ａがトリガー16の前端を内側に押圧することで、トリガー16と第２のトリガー16係止部との係止が解除されることで、コイルばね15が伸張することでピストン14は第２のギャップＪを一瞬で前進して図４に示した位置のプランジャー４の後端に衝突してプランジャー４を前進させることでノズル５より薬液を噴出し、薬液を皮膚60側に拡散させる。

このようにしてプランジャー４を前進させたピストン14は、ピストン突起10が第２のピストンストッパー29に係止することで停止状態となり、また、トリガー16が第３のトリガー係止受け部21に係止される。

この後、同様に図６〜９に示す第５〜８行程のようにして、インパクト用の第３のギャップＫ、第４のギャップＬを有して２〜４回目の薬液の噴出を行う。

すなわち、図６の第５行程では、操作体32を後退させることで、フック42を第２のフック係止受け部45より係止解除してから第３のフック係止受け部46に係止する。この間に、第２の爪片係止受け部38を脱した爪片36が第３の爪片係止受け部39に係止して操作体32の後退に伴ってばねケース８をピストン14と共に後退させて、インパクト用の第３のギャップＫが形成される。さらに、操作体32を後退させることで前部左右窓孔11には第３のピストンストッパー30があらわれるようになっている。尚、トリガー16は第３のトリガー係止受け部21に係止されており、コイルばね15は圧縮状態にあり、圧縮力を有している。

図７の第６行程では、操作体32を前進させることにより、小突起32Ａがトリガー16の前端を押圧して、トリガー16と第３のトリガー16係止部との係止状態が解除され、コイルばね15が伸張することでピストン14は第３のギャップＫを一瞬で前進して図６に示した位置のプランジャー４の後端に衝突してプランジャー４を前進させることでノズル５より薬液を噴出し、薬液を皮膚60側に拡散させる。

このようにしてプランジャー４を前進させたピストン14は、ピストン突起10が第３のピストンストッパー30に係止することで停止状態となり、また、トリガー16が第３のトリガー係止受け部21に係止される。

図８の第７行程では、操作体32を後退させることで、フック42を第３のフック係止受け部46より係止解除してから第４のフック係止受け部47に係止する。この間に、第３の爪片係止受け部39を脱した爪片36が第４の爪片係止受け部40に係止して操作体32の後退に伴ってばねケース８をピストン14と共に後退させて、インパクト用の第４のギャップＬが形成される。さらに、操作体32を後退させることで前部左右窓孔11には第４のピストンストッパー31があらわれるようになっている。尚、トリガー16は第４のトリガー係止受け部22に係止されている。尚、この状態ではコイルばね15は、圧縮状態であって圧縮力が残存している。

図９の第８行程では、操作体32を前進させることにより、小突起32Ａがトリガー16の前端を押圧して、トリガー16と第４のトリガー16係止部との係止状態が解除され、コイルばね15が伸張することでピストン14は第４のギャップＬを一瞬で前進して図８に示した位置のプランジャー４の後端に衝突してプランジャー４をシリンジ３の奥側まで前進させることでノズル５より薬液を噴出し、薬液を皮膚60側に拡散させる。

このようにしてプランジャー４を前進させたピストン14は、ピストン突起10が第４のピストンストッパー31に係止することで停止状態となり、また、トリガー16の後端はばねケース８の外周に接している。

この後、空になったシリンジ３をケース本体６の取り付け孔７より取り外して、再び図１、２に示すように新たなシリンジ３を取り付け孔７に装着して再び使用するものである。

以上のように、前記実施例では、コイルばね15はばねケース８に設けられると共に、該ばねケース８とピストン14との間にばね保持部材・ピストン接続手段24が介在し、かつばねケース８はケース本体６に対して摺動可能に設けられ、かつ機枠本体・ばね保持部材接続手段41を設けたことによって、１回コイルばね15を圧縮した後にプランジャー４を押圧するときに、予めピストン14とプランジャー４との間に各回ごとにインパクト用の第１のギャップＩ、第２のギャップＪ、第３のギャップＫを形成することができるので、薬液を分散して投与することができる。したがって、投薬ごとにバネを圧縮する必要はなく駆動装置２にセットされた無針注射器１を携帯することで、例えば食事時に直ちに薬液を投与することなどができる。

また、ケース本体６にピストン14のピストンストッパー28，29，30、31を設け、このピストンストッパー28，29，30、31はピストン14の前進方向に対応して設けられると共に、ピストン14はピストンストッパー28，29，30、31に選択的に停止対応することにより、１回バネを圧縮した後にピストン14を断続的に前進せしめて、薬液を投与することができる。

さらに、ケース本体６に操作体32を設け、この操作体32にばねケース８と着脱可能なばね保持部材後退接続手段35を設けたことで、操作体32を操作することで、ばねケース８を後退せしめて第２のギャップＪ、第３のギャップＫ、第４のギャップＬを形成することができる。

また、ばね保持部材・ピストン接続手段24においては、トリガー16を、第２のトリガー係止受け部20、第３のトリガー係止受け部21、第４のトリガー係止受け部22に選択的に係止することで、確実に投薬することができる。

さらに、機枠本体・ばね保持部材接続手段41においては、ケース本体６にフック42を設け、ばねケース８にフック42が係止可能な複数の第１のフック係止受け部44、第２のフック係止受け部45、第３のフック係止受け部46、第４のフック係止受け部47を設け、フック42は複数のフック係止受け部44，45，46、47に選択的に係止することで、第２のギャップＪ、第３のギャップＫ、第４のギャップＬを確実に確保することができる。

また、ピストンストッパー28，29，30、31はピストン14に設けられたピストン突起10の移動路である前部左右窓孔11に配置され、ピストン突起10が選択的に係止するピストンストッパー28，29，30，31であることによって、ピストン14を直接停止せしめて誤動作がないようにすることができる。

さらに、操作体32に、ばね保持部材・ピストン接続手段25の起動部たる小突起32Ａを設けると共に、機枠本体・ばね保持部材接続手段41の駆動部であるフック誘導爪片49を設けたことで、操作体32によってばね保持部材・ピストン接続手段25、機枠本体・ばね保持部材接続手段41を操作することができる。

また、操作体32は、握り部32Ｂを備えてケース本体６を摺動自在に設けられていることで、操作体32の前後移動によって操作を簡単に行うことができる。

しかも、圧縮されたコイルばね15の弾力の一部によってコイルばね15を一部伸張させピストン14を前進させてプランジャー４に衝突させた後、コイルばね15をピストン14と共に後退させてプランジャー４とピストン14との間にインパクト用の第２のギャップＪを形成した後、再び残っているコイルばね15の弾力によってコイルばね15を伸張させてピストン14を前進させてプランジャー４に衝突させることで、投薬ごとにバネを圧縮する必要はなく、分割投薬ができる。

また、コイルばね15をピストン14と共に繰り返し後退させてピストン14をプランジャー４に複数回衝突させることで、複数回の分割投薬を行うことができる。

図４３は実施例２を示しており、前記実施例１と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。実施例２においては、ケース本体６の前側の左右に溝70を中心軸線９に沿って複数間隔をおいて設け、この溝70の適所にストッパー本体71の左右両側に設けられたピストンストッパーピン72を取り付けると共に、ピストンストッパーピン72の内側をケース本体６の内側に突設しておくことで、ピストン14の前進、ひいてはプランジャー４の押し出しを所定長さに設定することができる。

このようなストッパー本体71を所定の溝70に差し替えて手動でピストンストッパーを設けることもできる。

以上のように本発明に係る無針注射器の駆動装置は、各種の用途に適用できる。また、プランジャーの押圧回数は４回に限定されず複数回であればよいなど各種の変形が可能である。さらに、ばねはコイルバネに限らず空気ばねなどでよい。

１ 無針注射器
２ 駆動装置
３ シリンジ
３Ｂ 後端
４ プランジャー
４Ｂ 後端
６ ケース本体（機枠本体）
８Ｆ 前端
11 前部左右窓孔（移動路）
15 コイルばね（ばね）
16 トリガー
20，21，22 トリガー係止受け部
24 ばね保持部材・ピストン接続手段
25 ばね保持部材・ピストン接続手段
28，29，30、31 ピストンストッパー
32 操作体
32Ａ 小突起（起動部）
32Ｂ 握り部
35 ばね保持部材後退接続手段
42 フック
44，45，46，47 フック係止受け部
41 機枠本体・ばね保持部材接続手段
49 フック誘導爪片（駆動部）
Ｉ，Ｊ，Ｋ ギャップ

Claims (10)

1. ノズルを前端に設けると共にプランジャーを摺動可能に設けた無針注射器のシリンジを前部に取り付ける機枠本体と、この機枠本体に設けられ前記プランジャーに対向して前側に移動可能に設けられて前記プランジャーを押圧可能なピストンと、前記機枠本体に設けられて前記ピストンを前方へ押圧するばねとを備え、圧縮された前記ばねを伸張させピストンを前進させて前記プランジャーを押圧する無針注射器の駆動装置において、
   前記ばねは、ばね保持部材に設けられると共に、該ばね保持部材と前記ピストンとの間に着脱可能なばね保持部材・ピストン接続手段を介在し、かつ前記ばね保持部材は前記機枠本体に対して後方に摺動可能に設けられ、かつ前記機枠本体と前記ばね保持部材の間に着脱可能な機枠本体・ばね保持部材接続手段を設けたことを特徴とする無針注射器の駆動装置。
2. 前記機枠本体に前記ピストンの複数のピストンストッパーを設け、これらピストンストッパーは前記ピストンの前進方向に対応して設けられると共に、前記ピストンは前記複数のピストンストッパーに選択的に停止対応することを特徴とする請求項１記載の無針注射器の駆動装置。
3. 前記機枠本体に操作体を設け、この操作体に前記ばね保持部材と着脱可能なばね保持部材後退接続手段を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の無針注射器の駆動装置。
4. ばね保持部材・ピストン接続手段は、前記機枠本体に投薬操作用のトリガーを設け、前記ピストンと一体なピストン延長部材に前記トリガーが係止可能な複数のトリガー係止受け部を設け、前記トリガーは前記複数のトリガー係止受け部に選択的に係止することを特徴とする請求項３に記載の無針注射器の駆動装置。
5. 前記機枠本体・ばね保持部材接続手段は、前記機枠本体にフックを設け、前記ばね保持部材に前記フックが係止可能な複数のフック係止受け部を設け、前記フックは前記複数のフック係止受け部に選択的に係止することを特徴とする請求項４に記載の無針注射器の駆動装置。
6. 前記複数のピストンストッパーは、前記ピストンに設けられたピストン突起の移動路に配置され、該ピストン突起が選択的に係止することを特徴とする請求項２記載の無針注射器の駆動装置。
7. 前記操作体に、前記ばね保持部材・ピストン接続手段の起動部を設けると共に、前記機枠本体・ばね保持部材接続手段の駆動部を設けたことを特徴とする請求項３記載の無針注射器の駆動装置。
8. 前記操作体は、握り部を備えて前記機枠本体を摺動自在に設けられていることを特徴とする請求項７記載の無針注射器の駆動装置。
9. ノズルを前端に設けると共にプランジャーを摺動可能に設けた無針注射器のシリンジを前部に取り付ける機枠本体と、この機枠本体に設けられ前記プランジャーに対向して前側に移動可能に設けられて前記プランジャーを押圧可能なピストンと、前記機枠本体に設けられて前記ピストンを前方へ押圧するばねとを備え、圧縮された前記ばねを伸張させピストンを前進させて前記プランジャーを押圧する無針注射器の駆動装置の駆動方法において、圧縮された前記ばねの弾力の一部によって前記ばねを一部伸張させ前記ピストンを前進させて前記プランジャーに衝突させた後、前記ばねを前記ピストンと共に後退させて前記プランジャーと前記ピストンとの間にインパクト用ギャップを形成した後、再び残っている前記ばねの弾力によって前記ばねを伸張させて前記ピストンを前進させて前記プランジャーに衝突させることを特徴とする無針注射器の駆動装置の駆動方法。
10. 前記ばねを前記ピストンと共に繰り返し後退させて前記ピストンを前記プランジャーに複数回衝突させることを特徴とする請求項９記載の無針注射器の駆動装置の駆動方法。

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