JPH10512165A - 気体スプリングを有する医療用注入システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 医薬製品を注入するための無針注入システムおよび方法であって、医薬製品を保持するためのアンプル室を定義するノズルアセンブリーと、医薬をノズルアセンブリーから押し出すためのエネルギー装置と、エネルギー装置駆動機構とを有する無針注入装置からなる。これらの部品は、手持ち操作のために構成されたハウジングの中に機能的に収納される。エネルギー装置は、アンプル室内で動作するプランジャーに機能的に連結された、内蔵型の気体スプリングである。この気体スプリングは好ましくは階段状であり、多くの異なった用途に使用することができるが、空気銃はその一つである。この注入装置には、医薬供給瓶をノズルアセンブリーに結合するための連結装置を設けることができる。ノズルアセンブリーは、ハウジングの中に取り外し可能に取り付けられ、プランジャーも一緒に取り外し可能である。

Description

【発明の詳細な説明】 気体スプリングを有する医療用注入システム 本発明は、医薬等を注射するための無針注射システムに関し、特に、医薬を注 射器から強制注入するための気体スプリングを用いた無針注入装置または注射器 に関する。本発明の気体スプリングは無針注射器、並びに空気銃のような他の装 置に使用することができる。この注入システムには、医薬供給瓶を無針注射器な どに結合するための、使い捨ての迅速解放結合装置も含まれる。 〔背景〕 異なったタイプの無針注入装置が、例えばダンラップに付与された米国特許第 5,062,830 号；モロー等に付与された同第4,790,824 号；リンドメーヤー等に付 与された同4,623,332 号；コーエンに付与された同第4,421,508 号；シュワーベ ル等に付与された同第4,089,334 号；ギャサウエイに付与された同第3,688,765 号；モーランドに付与された同第3,115,133 号；ベンディッティ等に付与された 同第2,816,543 号；およびシェーラーに付与された同2,754,818 号に記載されて いる。これらの注射器は、皮下針を必要とせずに、ジェットが皮膚組織を通過さ せることができる十分な圧力の下で、微細な高速ジェットとして医薬を投与する ことを想定している。これらの注射器は、典型的には、医薬を保持するための内 部チャンバーをもったノズルアセンブリーを有している。このノズル部材はオリ フィスを有しており、医薬のジェット流が該オリフィスを通して、典型的にはエ ネルギー源（最も普通には上記の '830 特許、 '543特許および'818特許に記載 のコイルバネ）に取り付けられたプランジャーを用いて、チャンバーから噴出さ れる。 無針注射器は、医薬を例えば経皮的にまたは皮下組織領域に投与するための比 較的痛みのない効率的な方法を提供し、従ってこのような用途には非常に適して いる思われる。例えば、糖尿病に罹患している患者は、適切な血糖バランスを維 持するために、１日１回以上のインスリンの投与を受ける必要がある。皮下針を 使用すると、針を自分自身に穿刺することへの当然な嫌悪感のために、医者の投 与レジメに対する患者の遵守が妨げられることになるであろう。他方、無針注射 器を用いれば、針が無いから、自身を針で貫通する如何なる懸念も排除され、患 者が良好に投与レジメに従うことが可能になる。更に、同じ組織領域へ反復して 針を注入すると、皮膚または組織が損傷されることになる。無針注射はまた、従 来の皮下針を通して導入された１回注射の場合よりも、医薬が皮下組織のより大 きな容積に亘って分散するという更なる利点を与える。 更に、ＡＩＤＳ、肝炎および他のウイルス性疾患の蔓延に関して、医療社会は 、従来の皮下針の使用に関連した偶然の「突き刺し」の可能性、並びに同針に接 触することに関連した問題に重大な関心をもつようになっている。こうして、使 用済みの針を回収および廃棄するためには、特別の廃棄物容器などが指定されて いる。無針注射装置は、使用済みの針に関連した問題がないから、使用にはより 適している。 しかしながら、無針注射器を用いて得られる利点にもかかわらず、現在知られ ている携帯無針注射器は、一般に、一定の欠点を提示している。この欠点には、 一般的には、医薬がノズルアセンブリーから射出される期間に亘って実質的に一 定で、且つ十分な圧力を提供できないことが含まれる。結局、バネ力が注入期間 の全体に亘って十分に高くなければ、ノズルアセンブリー内の医薬は完全には標 的領域に注入されず、「濡れた」注射をもたらす可能性がある。この点において 、上記の '332 特許は、該欠点を克服するために、軸方向に整列した多くの板バ ネを用いている。しかしながら、これらの板バネは注射器を比較的重くするだけ でなく、かなり複雑であり、必ずしも均一な圧縮負荷を生じるものではない。動 力源としての板バネに関連した問題を克服する試みにおいて、板バネの代わりに 、例えばディクソンに付与された米国特許第4,722,728 号に開示されているよう に、より単純で且つ強力なコイルバネが考えられている。しかし、このコイルバ ネは、それが実質的に一定の射出圧力を生じない点において、上記で述べた欠点 を有している。 加えて、コイルバネで動作するシステムは、その所定の寸法についてプランジ ャーに働き得る最大力の点で制限される。一般に、よりコンパクトで、ユーザー フレンドリーな装置を得ることが望ましいが、大きな力が所望されるならば、コ ンパクトさの要求に反してコイルバネの寸法は大きくならざるを得ない。更に、 所定のコンパクトな寸法について、種々の医薬および投与量の注入を可能にする ために、力の変化はより大きいことが望ましい。公知の装置は、これらのトレー ドオフの関係にある欠点を解消するものではない。 上記で述べた '508 特許で は、無針注射器のプランジャーに適用される圧力の大きさを調節する試みにおい て、動力付きの真空圧縮ユニットがエネルギー源として用いられている。この装 置を用いて圧力は調節できるが、真空圧縮ユニットを実行するために別の動力供 給が必要とされるので、携帯性および寸法は著しく損なわれる。 この分野で考えられた別のエネルギー源は、上記の'824特許に記載されたＣＯ ２カートリッジのような気体噴射剤であり、ここではカートリッジからのＣＯ２ ガスがプランジャーを推進して医薬をノズルアセンブリーから発射するために用 いられる。しかし、このＣＯ２カートリッジの欠点は、制限された範囲の圧力し か発生できず、またその圧力は周囲の温度に高度に感受性であることである。Ｃ Ｏ２の圧力は、周囲温度の変化と共に変動する。この点において、周囲温度に依 存することなく装置を適正に動作させるためには、圧力調節装置を含めることが 必要となり、装置を更に複雑化することになる。 上記の '334 特許では、プランジャーを駆動させる圧力を発生させる試みにお いて、ガスを発生する花火充填物が考慮されている。即ち、この充填物は爆発し て、プランジャーに作用する加圧ガスを生成する。ここでもまた、このタイプの 装置は多くの欠点を有している。第一に、爆発する充填物から発生した圧力は、 その各爆発毎に必ずしも均一な圧力を発生しない点で、該充填物は信頼性がない 。例えば、異なったバッチの爆発充填物は、異なった充填物が異なった速度で燃 焼する限り、たとえ同じ量の充填物を使用したとしても異なった圧力レベルを生 成し得る。他の欠点は、気体は直接プランジャーに作用するから、放出ガスがプ ランジャーのシールを通して医薬の中に漏出し、これを汚染する可能性があるこ とである。もっと悪いことに、特に圧力が動作限界を越えると、放出されたガス が皮膚を通して注入されるという望ましくない可能性がある。 例えばファーガソンに付与された米国特許第2,764,977 号；ヘニン・ジュニア に付与された同第2,737,946 号；ロックハートに付与された同第2,322,245 号お よび第,380,534号に記載されているように、 無針注射器のプランジャーを駆動 するための空気圧タイプのエネルギー源が想定されている。即ち、注射器の主ハ ウジングによって定義された加圧チャンバーは、更に手動で圧縮されてエネルギ ーを蓄え、該エネルギーがプランジャーを駆動する。しかし、これらは注入期間 の全体を通して実質的に一定の圧力下で医薬を供給するようには設計されておら ず、コイル動作による装置と同じ問題に悩まされることになる。 無針注射器お よびその使用を可能な限り単純化し、また携帯のためにコンパクトで且つ軽量に することが望ましい。このような改良によって、当該装置はユーザーフレンドリ ーになりあ、装置の使用を諦めずに使用するように勧めることができる。この点 において、ダンラップに付与された米国特許第4,507,113 号；およびリンドメイ ヤーに付与された同第4,883,483 号および第4,662,878 号には、ノズルアセンブ リーの内部チャンバーを、噴出オリフィスを通して医薬供給瓶から直接充填する ためのアダプタが記載されている。これによって、医薬を使った後に注射器の中 に保持される残留医薬が実質的にゼロとされるだけでなく、例えばイリグチ等に 付与された米国特許第4,053,107 号およびフッジに付与された同第3,908,651 号 に記載された、複雑な弁装置または医薬供給装置（さもなければ無針注射器に組 み込むことが必要とされる）の必要性が排除される。 上記の '113 特許は、整列および回転を必要とする差し込み装着を用いている 。同様に、上記の '483 特許および '878 特許は螺合装着を有しており、また回 転結合をも有している。これらのアダプターの他の欠点は、鋭い中空の針が本体 の長さを越えて突出していることであり、そのために、注意深く取り扱わないと 使用者が傷つく、即ち針で突き刺す可能性がある。 注射器に対して迅速に連結および取り外しができる、安全で且つ単純な使い捨 てのアダプターまたは連結装置を提供することによって、無針注射器の使用を普 及することが望ましいであろう。我々はこのような連結装置を発明した。 我々は、現在入手可能な無針注射器に対して追加の改良を提供することによっ て、上記で述べた欠点を克服できる無針注入装置を発明した。更に、我々は、如 何なる無針注入装置または他の装置と共に使用できる、気体スプリングを発明し た。これらの装置は、空気銃のような発射装置を含むことができる。この点にお いて、全てテーラー等に付与された米国特許第5,193,517 号、同第4,771,758 号 および同第4,709,686 号は、空気銃に用いるための公知の気体スプリングの幾つ かの例を開示している。 〔発明の概要〕 本発明は、医薬製品を注入するための無針装置を含む無針注入システム、特に 、患者に医薬製品を注射するための携帯型の手持ち装置に向けられている。本発 明のシステムはまた、医薬供給瓶を無針注射器等のノズルアセンブリーに連結す るための、連結装置を含むことができる。本発明は更に、無針注射器および空気 銃のような発射装置を含む、エネルギー源を必要とする装置と共に使用できる改 良された気体スプリングに向けられている。 本発明による無針注射器は、医薬製品を保持するためのアンプル室と、エネル ギー機構またはエネルギー手段とを有するノズルアセンブリーを具備している。 このノズルアセンブリーは、医薬製品のアンプル室への出し入れを可能にするた めの、前記アンプル室と流体連通したオリフィスを有している。ノズルアセンブ リーは、好ましくは取り外し可能に連結され、所望とあれば医薬製品を予め充填 ことができ、或いは使い捨てタイプとすることもできる。 圧力壁部材（好ましくはプランジャー）は、医薬製品を保持しているアンプル 室内に移動可能に配設される。エネルギー機構は、圧力壁部材に選択的に連結さ れるような寸法および構成の気体スプリングを具備しており、これは好ましくは 、取り外し可能性のために分離して内蔵される。該気体スプリングは圧力壁部材 を迅速に動かし、実質的に均一な圧力で医薬製品をアンプル室から噴射させる。 本発明によれば、気体スプリングは、管状スリーブおよび該管状スリーブを密 閉して閉鎖する一対のシール末端（好ましくは末端プラグ）によって定義された 気体スプリング圧力室と、前記末端プラグを通して延出し、気体スプリング室の 一部を占めるピストンとを具備している。この気体スプリング室は、ガス、好ま しくは窒素で加圧される。ピストンは、末端または末端プラグに対して摺動可能 であるが、気体スプリング室内の圧力を保持するように当該部屋をシールする。 ピストンは、第一のピストン部分および第二のピストン部分を有し、第一のピス トン部分は第二のピストン部分よりも大きい。ピストンがそのニュートラル条件 にあるときに、第二のピストン部分の少なくとも一部は気体スプリング室を占有 しており、そこではより大きな第一のピストン部分を気体スプリング室の中に動 かすことによって、気体スプリング室は更に圧縮される。望ましい圧力増加また はスプリング力定数に応じて、第二のピストン部分に対する第一のピストン部分 の何れかの他の比率を選択することができるが、好ましくは、第一のピストン部 分は第二のピストン部分の直径の少なくとも２倍である。しかし、一定のスプリ ング力を維持するために、気体スプリング室の容積は、ピストンによって完全に 圧縮されたときに占める容積よりも十分に大きくなければならず、好ましくは、 その比は約４：１以上である。 第二のピストンの一部は、気体スプリング室を通過して延出し、その自由端部 は気体スプリング連結機構に連結され、または該機構と共に形成されている。エ ネルギー機構は更に、連結機構を機能的に係合および脱係合して、気体スプリン グをその圧縮条件に保持し、また気体スプリングを圧縮状態から解除する。 一実施例において、ノズルアセンブリーおよび気体スプリングは本体ハウジング に取り付けられるが、該ハウジングは、好ましくは液晶ポリマーに施されるスト レスおよび歪みに耐えることができる何れかの耐久性材料で形成することができ る。このエネルギー機構は、更に、上記ハウジングに連結された駆動機構を含ん でいる。この駆動機構はトリガー機構を保持し、またハウジングに関して移動可 能である。前記連結機構に係合し、また前記駆動機構を前記スリーブから遠くに 動かすことによって、第一のピストン部分を気体スプリング室の中に押し込み、 気体スプリング室を更に圧縮しながら、第二のピストン部分は気体スプリング室 から引き出される。 他の実施例において、気体スプリングおよびトリガー機構はハウジング内に収 容され、駆動機構はハウジングに対して移動可能に連結される。ノズルアセンブ リーは駆動機構に連結され、駆動機構と共に移動可能とされる。駆動機構は、第 一のピストン部分を気体スプリング室の中へ押し込むことによって、気体スプリ ングを圧縮する。これは気体スプリング連結機構をトリガー機構の中に連結し、 それによって気体スプリングは更に圧縮された状態に維持される。 第一のピストン部分の自由端は、機能的にプランジャーに連結される。好ましく は、空動き連結機構をプランジャーと第一のピストン部分との間に連結して、プ ランジャーおよびピストンの間に所定の自由な遊びを与える。こうして、空動き 連結機構は、ピストンがプランジャーをアンプル室の中に押し込む前に、ピスト ンが所定の距離だけ動くことを可能にする。空動き連結機構は、例えばプランジ ャーの連結シャフトに占められた長手方向のスロットを有する管状ラムを具備し 、それに対する該シャフトの摺動を可能にする。このシャフトは、プランジャー の端部とラムの端部との間に所定の空隙を与えるように、所定の長さを有するこ とができる。ラムの端部は、この空隙が最初に閉じた後に、プランジャーに係合 することができる。 或いは、空運動連結機構は、気体ピストンまたは（もし使用するとすれば）ラ ムとプランジャーとの間の取り外し可能な連結を可能にし、ここではプランジャ ーの一つの端部および第一のピストン部分が迅速解除性の弾性スナップ嵌合コネ クタを有し、またプランジャーの他端および第一のピストン部分は、拡大された 末端もしくはヘッド部分または拡大ヘッド部分を有する溝付きヘッドと、所定幅 の環状溝部分とからなるような相補的な係合手段を有する。本発明による空運動 連結機構は、医薬を前記室に導入する際に、プランジャーを気体ピストンから取 り外すために必要とされる力が、圧力壁部材を前記末端壁から遠ざけるように動 かすのに必要な力よりも十分に大きいように作製される。 好ましくは、空運動連結機構は、第一にプランジャーを露出させずに、即ち、 ノズルアセンブリーを除去することなく、プランジャーを気体ピストンまたは（ もし使用するときは）ラムから外すことができないようなものである。この点に おいて、当該コネクタは夫々が弾性材料でできた少なくとも一つ（好ましくは四 つ）のスナップ嵌合ツメ、を有し、これは拡大ヘッドに取り付ける際に拡張して 、該ツメの端部が拡大ヘッドに結合されると元の形状に戻る。即ち、拡大ヘッド の肩部に係合する各ツメからタブが延出して、係合を維持する。ツメを含む全体 のプランジャーは、アンプル室の中に閉じ込められる。ツメはアンプル室の内部 を摺動するような大きさとされるが、該室の内壁はツメが横方向外側に動くの を制限して、使用の際に、プランジャーに係合したピストンを維持する。プラン ジャーは、先ずノズルアセンブリーを注射器から外してツメを露出させることに より、ツメから脱着される。ツメは最早アンプル室壁によって閉じ込められてい ないから、そこから引き抜かれると、該ツメは外側に拡張されて、拡大ヘッドを 放出する。 本発明の他の特徴には、ハウジングの全体または一部を、既述した液晶ポリマ ー（VECTRAR の商品名で入手可能）のような耐久性プラスチック組成物で形成す ることができる無針注入装置が含まれる。このような組成物によって重量の減少 が可能になり、また潤滑剤の使用を排除することを助けるが、この潤滑剤は、該 組成物を用いないときには組立ておよび金属ハウジングの操作において利用され るものである。 本発明の他の特徴には、ガンマ安定化高衝撃ポリカーボネート、ポリプロピレ ンおよびその何れかの誘導体ような高圧および高ストレスに耐えることができる 強い材料、または使用中の注射器によって負荷される圧力およびストレスに耐え ることができる何れかの医療グレードの材料もしくは複合材料で形成できるよう な、ノズルアセンブリーが含まれる。ノズルおよびプランジャーは、ステンレス 鋼を含む同じ材料で製造することができる。より詳細に言えば、ノズルアセンブ リーは一端が円錐形に終端し、反対端が開放した中空円筒状の本体を具備してお り、該本体の内壁は円筒状のアンプル室が形成されている。このノズルアセンブ リーには、注射器への迅速な取付けおよび迅速な取り外しを容易にするように、 頂部ネジ(acume threading)または何等かの従来のファスナーが含まれている。 医薬充填装置の取付けを容易にするように、以下に説明する連結装置の迅速解除 部材のような、溝または何れかの取付け手段を、ノズルアセンブリーの周囲に形 成することができる。 円錐形の圧力壁を有するプランジャーは、アンプル室内で摺動するように配置 される。圧力壁とは反対側のプランジャー端部は、上記のピストンもしくはラム 等の端部に対して取り外し可能に係合できるコネクタを有している。ノズルアセ ンブリーを注射器から取り外す際にプランジャーをその中に保持することが望ま しいならば、ノズルアセンブリーの端部に停止部材を設けることができる。或い は、上記の迅速解除コネクタと共に使用するのであれば、この停止部材は全体と して省略することができる。 本発明の他の特徴には、医薬供給瓶を無針注入装置などのノズルアセンブリー に連結するための連結装置が含まれる。この連結装置は、第一の端部と、該第一 の端部とは反対側の第二の端部とを有する中空の本体を具備している。この本体 は好ましくは円筒形であるが、他の何れの形状とすることもできる。第一の面お よび該第一の面とは反対側の第二の面を有する分割壁が、第一の端部と第二の端 部との間に配置される。第一の面は、第二の端部よりも第一の端部の方に近接し て配置され、また第二の面は、第一の端部よりも第二の端部の方に近接して配置 される。また、この壁はスルーホールを有している。中空のプローブが壁の第一 の面から第一の端部に向けて延出しており、その自由端は、第一の端部を越えて 突出しないように本体内で終端している。該プローブは、前記スルーホールを通 して液体流通するように配置される。 医薬供給瓶コネクタは、医薬供給瓶に連結するための第一の端部に形成され、 これによって前記瓶の挿入が可能となる一方、該瓶の除去は防止される。第二の 端部にはノズルコネクタが形成され、これはノズルアセンブリーの一部を把持す る少なくとも一つの迅速解除部材を有していて、該コネクタをノズルアセンブリ ーに向けて押すことにより連結が行われ、十分な引張り力および／または捻り力 によって取り外しが行われる。ノズルコネクタへの瓶の連結に際し、プローブが 瓶のシールを通して刺通され、スルーホールを通しての液体流通が与えられる。 この連結装置は、それをノズルアセンブリーに向けて単に押し出すことによって 無針注射器に結合され、またこれを単に引っ張りおよび／または捻ることによっ て注射器から除去される。瓶がプローブへ向けて押されると、プローブはシール を刺通し、瓶から前記壁に形成されたスルーホールを通しての液体流通を与える 。 連結装置は、更に、前記分割壁の第二の面に対して隣接して配置された、伸長 可能な膜シール部材を含んでいる。このシール部材は、一般に前記スルーホール に対して整列されたゼロ直径の開口を有することができるが、好ましくは開放孔 (open aperture)またはホール(hole)を有する。ゼロ直径の開口は、シール部材 を伸長することによって開放されるまでは、上記スルーホールをシールする。該 シール部材は、分割壁の第二の面に隣接して、ノズルアセンブリーとスルーホー ルとの間に液密のシールを与える。好ましくは、シール部材に隣接してリングが 配置される。このリングの形はノズルアセンブリーの形状に対して相補的であり 、連結装置に対するノズルアセンブリーの正確な整列を可能にする。保護キャッ プが第二の端部に設けられるが、これはリングおよび迅速放出部材に係合して、 第二の端部を保護および閉鎖することができる。該キャップは、迅速放出部材に 係合するための適合表面を有している。 この瓶コネクタは、壁に向かって延出する少なくとも一つの可撓性の歯を具備 しており、該歯の端部は供給瓶の一部と噛み合う。この供給瓶は、歯と共働して その連結装置からの除去を防止する手段を有している。好ましくは、該コネクタ は、本体の第一の端部から分割壁の第一の面へ向けて延出する一対の可撓性の対 向した歯を具備している。この対向した歯は分割壁に向かう方向で相互に収斂し 、それらの自由端は、供給瓶の一部と係合するように構成されて瓶が外れるのを 防止する。 ノズルコネクタは、好ましくは複数の迅速放出部材を有しており、これら放出 部材の夫々は本体に対して実質的に平行に延出している。この迅速放出部材は弾 性で、ノズルアセンブリーまたはキャップの挿入に際して相互に半径方向に広が り、また完全に挿入されるとその元の弛緩した条件へと実質的に復帰する。夫々 の放出部材は、それを固定するためにノズルアセンブリーと共働する半径方向内 側に突出した部分を有している。 本発明の他の特徴には、上記の実質的に一定の力を出力する上記で述べた階段 状な気体スプリングが含まれ、これはスリーブの一端から軸方向外側に延出する 第一のピストン部分と、反対方向のスリーブの他端で軸方向外側に延出する第二 の部分とを有している。第一および第二のピストン部分の一方には、一つのピス トン部分の回りに形成されたピストン把持手段、好ましくは円形溝またはチャン ネル等が含まれている。円形溝は、好ましくは第二のピストン部分の自由端近く の周囲に形成される。階段状な気体スプリングは、更に、スリーブを固定し且つ ピストンを圧縮するための手段を含んでいる。この固定および圧縮の手段は、無 針注射器または発射体を発射する装置であることができ、これは第二のピストン 部分を引っ張るための手段または第一のピストン部分を押すための手段を含んで いる。 本発明の他の特徴には、圧縮空気によって発射体を発射するための発射体発射 装置が含まれる。この発射装置は、側壁と空気放出ポートを設けた閉鎖端部とを 有する外側中空シリンダを具備している。銃腔を有する銃身はシリンダに結合さ れ、銃腔はポートと連通する。閉鎖壁部材を有する発射ピストンは、中空シリン ダの中で動かすために該シリンダの中に配置される。閉鎖端部壁、閉鎖壁部材お よび摺動壁は、気体スプリング室を定義する。発射ピストンを閉鎖端部壁へと迅 速に動かして発射室内の空気を圧縮するために、階段状気体スプリングは発射ピ ストンに連結される。この発射装置は、発射ピストンを閉鎖端部壁から強制的に 遠ざけるための機構と、発射ピストンを閉鎖端部壁から離して保持するためのト リガー機構を含んでいる。 本発明によれば、第二のピストン部分は発射ピストンに連結される。第一のピ ストン部分はスリーブの一端で軸方向外側に延出し、また第二のピストン部分は 反対方向に、スリーブの他端で軸方向外側に延出する。ノッチに係合したトリガ ーが第二のピストン部分に形成され、トリガー機構に噛み合って、ピストンをエ ネルギーが付与された圧縮状態に維持する。第一のピストン部分の一端は発射ピ ストンに結合される。 〔図面の簡単な説明〕 本発明のこれら及び他の特徴、側面および利点は、以下の説明、添付の請求の 範囲、及び添付図面を参照することによって更に明らかになるであろう。添付図 面において：図１は、閉鎖条件での駆動機構およびそのニュートラル条件におけ る気体スプリングをもった、本発明による無針注射器の断面図である。 図２は、膨張条件での駆動機構および付勢条件での気体スプリングをもった、 図１の無針注射器の断面図である。 図３は、図２の無針注射器の断面図であるが、そのニュートラル条件に気体ス プリングを有している。 図４は、本発明による無針注射器の他の実施例の断面図であり、拡張条件にお ける駆動機構と、そのニュートラル条件における気体スプリングとを有している 。 図５は、図４と同様の断面図であり、閉鎖条件における駆動機構と、着火の準 備ができた付勢条件における気体スプリングとを有している。 図７は、本発明によるエネルギー機構の拡大断面図である。 図８および図９は、本発明による無針注射器及び空気銃に使用するためのピス トンの別の実施例を示している。 図１０は、本発明によるノズルアセンブリーの他の実施例の断面図である。 図１１は、本発明によるノズルアセンブリーの更に別の実施例の断面図である 。 図１２Ａは、本発明による気体スプリングにおけるピストンの端部に取り外し 可能に装着するための迅速コネクタを有するプランジャーを示す図であり、その 一部は図１２Ｃの線１２Ｂ−１２Ｂに沿った破断図を示している。 図１２Ｂは、図１２Ａの線１２Ｂ−１２Ｂに沿った断面図である。 図１２Ｃは、図１２Ａに示したプランジャーの端面図である。 図１２Ｄは、拡大端部を有する、ガスピストンから延出したピストンの一部で ある。 図１３は、コイルバネ注射器に対する気体スプリング注射器についての、圧力 −時間曲線を模式的に表したグラフである。 図１４は、本発明による連結装置の分解斜視図である。 図１５は、図１４の連結装置の端面図である。 図１６は、図１４の連結装置の他端の端面図である。 図１６Ａは、図１４に示した連結装置の他の実施例である。 図１７は、医薬供給瓶および無針注射器に連結された、図１４の連結装置の横 断面図である。 図１８は、装備されて発射の準備ができた条件にある発射機構をもった、空気 銃の横断面図である。 図１９は、装備を外した発射条件にある発射機構を有する、図１８に類似した 横断面図である。 〔好ましい実施形態の説明〕 便宜上、図面に示した実施態様の本発明の同一または等価の要素は同じ参照番 号で確認された。さらに、以下の説明において、配置または方向のいずれかにつ いての言及も主に説明の都合のためであり、本発明の範囲をこれに限定するもの ではない。図1-19は本発明の異なった実施態様を示す。 図1-6 に関する本発明による無針注射装置10は、ノズルアッセンブリー20、薬 品をノズルアッセンブリーの外へ強制的に出すためのエネルギー供給源またはメ カニズム40、および作動メカニズム90,90Aおよびエネルギーメカニズ40を作動さ せおよびその引き金となる引き金アッセンブリー100 を含む。これらの構成部品 は図示するようにハウジング200,200Aに作動可能なように収容されている。 ノズルアッセンブリー20はオリフィス24を有し、これは好ましくは直径約 0.0 7-0.4mm 、好ましくは約 0.165mm(0.0065 インチ)または注入の与えられた所望 の圧力範囲および深さのもとで均一なジェット流を作るであろう他の好適な直径 のいずれかを有するものである。非常に均一なジェット流が望ましい場合、オリ フィスは合成の宝石材料、たとえば ′728 特許に開示されているように、合成 ルビーまたはサファイアである。オリフィスは、直線状、収束性、拡散性、収束 - 拡散性などを含むいずれかのタイプの開口部を意味する。ノズルアッセンブリ ー20は、図10および11に明瞭に示すように、ハウジング200 または作動メカニズ ム90A とネジにより接合しこれにより容易に着脱できるようにすることができる 。これに代わって、二つの構成部品を装着または接合するための他の公知構造を 、ハウジング200 にノズルアッセンブリー20を取り外し可能に嵌合させることに 利用することもできる。この方法では、無針注射器10は、異なった薬品を含む様 々なノズルアッセンブリーを用いて再使用することができ、これにより様々な薬 品または異なった投与量の薬品を一緒にまたは別々の時間に注射することができ るようになる。たとえば、ノズルアッセンブリー20に薬品を予め充填し、各使用 の後に捨てることができる。さらに、薬品充填装置たとえば本発明の結合装置12 0 および′113 特許に記載されているアダプターであってその開示は参考のため にここに編入するもの、または他のいずれかの結合装置を用いて、アンプル室に 薬品を充填すことができる。 図1-6 および図10に示すノズルアッセンブリー20、20A は、直円錐28で終結す る円錐状アンプル室26を含む。図11に示すノズルアッセンブリー20B もまた円錐 状アンプル室26を含むが、凸状円錐28′で終結し、ここでは壁は凸状に湾曲して 収束する。円錐28,28 ′の輪郭に合わせて作られた圧力壁を有するプランジャー 30は、アンプル室26内でスライドするように位置する。プランジャー30、30A 、 30B は、その外周を囲むように形成されたたとえばO-リングまたは類似物（図示 せず）のようなシーリング手段を含みシールを提供するか、またはたとえば′83 0 特許に記載されているようにプランジャー自体がシールであることができ、こ の文献の記載は参考としてここに編入される。プランジャーはまたより良いシー ルを提供するために一定の間隔を置いて追加のシール手段を含むこともできる。 図示した実施態様において、プランジャー30はラム32と接続し、これはエネルギ ーメカニズム40と接続している。これに代わって、ラム32は所望によりエネルギ ーメカニズムとともに組み立てられてもよい。一実施態様において、プランジャ ーは、ボール端部31a を有するコネクターシャフト31を含む。ラム32は慣性質量 36と接続するかまたはこれとともに組み立て形成され、この慣性質量はガススプ リング50のピストン58に接続するかまたはこれとともに組み立て形成されている 。慣性質量はピストンとラムに取り外し可能に接続されており、たとえば薬品の 粘度、望ましくは増進された初期圧力、ガススプリング50の強度および注入浸透 の深さ等を考慮しながら、この質量を異なったタイプの注入に合わせて調和する ことができる。ピストン58はまた所望によりプランジャーと直接接合することが できる。 ノズルアッセンブリーおよびプランジャーが使い捨てでない場合、これらはた とえばステンレススチールのような耐久性のあるいずれかの不活性材料で作られ る。本発明の別の見地によれば、図10および11は、特に使い捨てノズルアッセン ブリー20A 、20B の別の実施態様を示し、これはたとえば高圧および歪みに耐え うる強い材料たとえば、医薬製品と適合しそして注射器により与えられる圧力お よび応力に耐えうる、γ線安定化耐衝撃性ポリカーボネート、ポリプロピレンお よびこれらの誘導体のいずれか、またはガラスまたはその複合材を含む医療グレ ード材料で作られる。ノズルアッセンブリー20A 、20B は好ましくは通常のアク メねじ25を含み、ハウジング220 または作動メカニズム90A とより迅速に着脱す ることができるようにする。溝27またはいずれかの接合手段がノズルアッセンブ リー20A 、20B の外周に形成され、たとえば本発明の結合装置120 またはたとえ ば′113 特許に記載されているようなアダプターの接続を容易にする。 プランジャー30A 、30B は使い捨てノズルアッセンブリー20A 、20B とともに 使い捨てされるのが好ましい。この点で、ストップ部材29は図10および11に示さ れるようにノズルアッセンブリー20A 、20B の端部内に設けられ、ハウジング20 0 、200Aまたは作動メカニズム90A からノズルアッセンブリーを外す時この中に プランジャーを維持する。ストップ部材は、たとえば溝30a の端部とかみ合わせ ることができる。しかしながら、ストップ部材を、ラム32または第一のピストン 部分58a がアンプル室26へ動くことができるように、寸法を合わせて作ることが できる。このタイプのノズルアッセンブリーにおいて、通常の迅速な取り外し手 段を使用することができ、ノズルアッセンブリーのネジ緩めることにより注射器 から外すか、および／または使用の間にプランジャーを動かすために必要な力よ り十分に強い力でノズルアッセンブリーを引っ張ることによりプランジャーを慎 重な手動によりピストンから外す。 これに代わって、′830 特許は、使い捨てユニットを記載しており、この開示 は参考としてここに編入される。特に、図12A-12C を参考にして、プランジャー 30C はプランジャー30、30A および30B とほぼ同じであるが、ただしこれは第一 のピストン部分58a の端部に取り外し可能に直接接続するためにコネクター30a と適合する弾力性のあるスナップを有する。コネクター30a は少なくとも１本の 溝30b を有し、4 本が好ましくそして図示されており、各溝は本体部分30 cとほ ぼ平行に延びている。各溝30b の自由端で、側方延長部またはタブ30d が形成さ れ、これはその中心軸に向かって放射状に延びる。 図12D に示す第一のピストン部分58a は拡大した自由端58c を有し、これは溝と 嵌合して所望の長さの自由走行または空動きをもたらす。これに代わって、第一 のピストン部分はまた′830 特許に開示されているように、拡大したヘッドに隣 接して予め決められた幅の環状流路を有することもできる。溝30b は弾性材料で 作られ、これはまず拡大した自由端またはヘッド58c と接合すると、横方向に外 に向かって膨張して自由端部がタブ30d を通過し、一旦拡大端部58c がタブを通 過すると図12A に示すような元の形状に戻る。拡大ヘッドの厚さまたは深さD は 、端部壁30e およびタブの間にもたらされた幅W より少なくして W-Dで定義され る自由動作または隙間を許し、少なくとも約3.5mm の隙間が好ましい。拡大端部 58c は隙間内でプランジャー30c に対して自由に動くように寸法を決められるが しかし使用の間にプランジャーから外れることを阻止する。特に、タブ30d はピ ストン58の肩部58d と嵌合し、溝を含むプランジャー全体がアンプル室内部に制 限される。溝は、アンプル室内をスライドするように寸法を決められるが、室の 内壁は溝が横方向に外側に向かって移動することを制限し、したがって使用の間 にピストンがプランジャーと嵌合することを維持する。プランジャー30C は、ま ずノズルアッセンブリーのネジを緩めて注射器から外し溝を露出させることによ り拡大端部58c から離れる。溝はアンプル室壁により制限されないので、溝は横 方向へ外側に向かって膨張し、これがそこから離れる時に拡大端部を離すことが できる。プランジャー30C をノズルアッセンブリー20、20A に使用する場合、プ ランジャーの挿入および脱離をできるようにするためにアンプル室26内部にスト ップ部材29などを装着しない。本体部分30c の端部壁30f と圧力壁部材の端部壁 30g の間に形成された間隔は、シーリング手段たとえば′830 特許において示さ れるようなO-リングを調節するように提供される。 エネルギーメカニズム40はプランジャー30を動かすためのガススプリングを含 み、その前面壁が薬品をノズルアッセンブリーのアンプル室26の外へ押し出すよ うにする。ガススプリング50はノズルアッセンブリー20と一般的には同一直線状 に位置し、これから一定の間隔を空けている。図7 により明らかに示すように、 ガススプリングユニット50は、開口端部を有し、好ましくは円筒形状のまたは注 射器のハウジング200,200Aの形状に合わせた形状のスリーブ52を含む。スリーブ 52はハウジングに内に形成された円筒状のキャビティ210 内に固定してまたは取 り外し可能に位置する。開口端部は2 個の末端プラグ54および56を用いて閉じら れ、この各々はスリーブ52の長手軸と一直線上に中心開口部を有する。プラグ54 、56は固定して配置され、これにより通常の保持手段によりスリーブ52に対して 動かない。図に示す実施態様において、末端プラグは、スリーブ52の円筒状内周 と 相当する円筒形である。末端プラグはその開口端部に隣接するスリーブ52内に位 置する。スリーブ52の開口端部の両方には、図7 に示すように、その軸方向に向 かって曲げ加工が施され、それぞれ環状停止端部55および57を形成する。これら の停止端部により末端プラグはスリーブ52に対して相互に動かないようになる。 さらに、迫り出しロール(abutment roll)58 および59を、たとえばスリーブ52に 放射状に折り目を付けることにより、プラグの内側に隣接して形成し、末端プラ グが相互に近づかないようにする。停止端部55、57および迫り出しロール58、59 は、末端プラグがスリーブ52に対して軸方向に動かないようにする。他の停止部 材または保持手段、たとえばネジ、ピン、接着剤などもまた、末端プラグ38およ び40をその位置に維持するために使用することができる。 段付きピストン58はスリーブおよび末端プラグに対して同軸上に位置し、これ によりピストンは末端プラグに対してスライドすることが出来る。段付きピスト ン58は、図7 に示すように、直径D1を有する第一の部分58a および直径D2を有す る第二の部分58b を有する。好ましい実施態様において、直径D1は直径D2の少な くとも二倍である。この点で、末端プラグ54において形成された開口部は第一の ピストン部分58a と合わせるためにより大きい必要がある。 スリーブ52および末端プラグ54、56により画成されるガススプリング室51は、 好ましくは窒素または他の比較的大きな分子を有する不活性ガスを用いて加圧さ れる。比較的大きな分子を有するガスを使用すると、ガスが逃げるのが最少にな る。末端プラグがスリーブ52および段付きピストン58に対してシールされること が必要である。この点で、スリーブ52に対して末端プラグ54,56 をシールするた めに、末端プラグの各々に、第一のシール、たとえば末端プラグ54,56 の外周に 形成された溝の回りに位置するO-リング62,63 を設ける。O-リングの直径は、末 端プラグに形成された各溝の深さよりも若干大きくするのが好ましく、これによ りO-リングがしっかり圧縮してスリーブ52の内周に対し十分シールする。ピスト ン部分58a に対してガススプリング室51をシールするために、軟質の弾性材料で 作られたディスク64a そして比較的硬質のワッシャー64b を含む第二のシール64 が、末端プラグ54の内面に対向して直線状にそして連続して位置する。迫り出し ロール58は第二のシールに隣接して位置し第二のシールをその場所に維持する。 同様に、軟質弾性材料で作られたディスク66a そして比較的硬質のリテイナー66 b を含む第二のシール66は、末端プラグ56内に形成された円筒状キャビティ内に 直線状にそして連続して位置する。リテイナー66b はディスク66a を固定するよ うに位置する。リテイナーの代わりに、ワッシャー64b と類似のワッシャーを、 ディスク66a を固定するために使用されうる。これに代わり、いずれか都合のよ いまたは公知のシールメカニズムを使用してもよく、これは当業者の範囲におい て良く知られている。 比較的高い圧力をかけたガススプリングは、ピストン58を通ってガスが逃げる ことを阻止するためにシールすることが必要である。これには、機械的摩擦を作 り出す緊密なシール嵌合が必要で、ピストンのゆっくりした初期加速に繋がる。 段付きピストン58は第二のシール64,66 に対してスライドすることができなけれ ばならないので、シールはピストン58の動きを妨げるほど緊密すぎてはいけない 。コイルスプリングと比較した場合、ガススプリングはこの静的摩擦のためによ りゆっくりした初期加速となる。この現象を埋め合わせるために、本発明はラム 32またはピストン58a とプランジャー30の間に空動き接合メカニズムを備えるも のである。図2 および6 に示すように、ピストンを燃焼が準備された配置へスリ ーブ52から引き離す時、好ましくは少なくとも約3.5mm の小さな隙間34がプラン ジャー30の末端とラム32の末端または第一のピストン部分58a の間に設けられる 。この自由運動の動きまたは空動き接合は、ラム32または第一のピストン部分58 a がプランジャー30へ嵌合することを遅らすことにより、初期のよりゆっくりし た反応の埋め合わせをする。ピストンはピストン58が隙間34の距離まで動くまで 作動せず、この時点でラム32および／またはピストン58はその最大まで加速され るかまたはその最大に近づく。したがって、ラムがプランジャーと嵌合する時、 皮膚を穿刺するのに必要な初期圧力作りだすために十分な運動量を作った。本発 明によれば、隙間34は、所望のピーク圧力を発生させるためにプランジャーにお いて付与される初期衝撃力の量を変えるために、以下に説明されるように調節可 能である。ピーク圧は、薬品の粘度、注入通過深さおよび初期注入圧出力に影響 を与えるかもしれない他の要素に基づいて変化することができる。 引き金嵌合ノッチ72を有する引き金延長部(trigger extension)またはガスス プリング結合メカニズム70は、たとえばねじ込み嵌合により、第二の部分58b の 末端と接続する。第一のピストン部分58a の末端を慣性質量36と接合する。しか しながら、第一のピストン部分58a の重量が、所望の初期運動量を生ずるのに十 分であり、注入深さへ薬品を通すのに必要とする強化された初期圧力のレベル（ 図13に模式的に示される⊆）を作り出す場合は、慣性質量は省略される。 すでに検討したように、ガススプリング室51は、選択する程度まで比較的高い 圧力を加えられる。ガススプリング室における圧力は容積に逆比例する。すなわ ち、もしガススプリング室の容積が減少する場合、容積の減少に比例して圧力が 増加し、そして反対のことも言える。したがって、ピストン58がスリーブ52に対 してR 方向に引っ張られるかまたは押されると、ピストン部分58b より大きな直 径を有するピストン部分58a がガススプリング室51の内側のスペースを占め、し たがってその容積を減らすであろう。これによりガススプリング室51において圧 力が上昇する。ピストンが離れると、ガススプリング室における圧力を低下する 方向に促進するであろう。すなわち、プランジャー30に対して及ぼす力は、圧力 の増加により作りだされる力から摩擦および熱のための損失を引いたものとほぼ 等しいであろう。 ピストン部分58a および58b の間の接合部58c は、図7 に示すように段付きで あるかまたはこれに代わって図8 に示すように面取りされるか、または図9 に示 すようにカーブを付けられる。これらの形状間の差は、これらの実施態様の間の 容積の差が比較的小さいので、本発明の目的に対して取るに足らないことである 。 図1-3 の実施態様において、エネルギー装置作動メカニズム90は、引き金アッ センブリー100 およびL またはR の方向に沿って引き金延長部70を動かすための 作動装置を含む。この作動メカニズム90は管状であり、ハウジング200 に形成さ れる対になる外側のネジ切り部分220 とネジによりそして同軸で嵌合するその巻 上げスリーブ部分92において形成された実質的に円筒状の内側ねじ切りを有する 。特に、ねじ切り部分220 はその長軸長さに沿って外周に形成される。巻上げス リーブ部92は、その長軸長さの一部に沿って内周に形成された同時作動するねじ 切り94を有する。ハウジングに対して巻上げスリーブ部92を一方向に回転させる ことにより、引き金アッセンブリーとスリーブ52の間の距離はさらに大きくなり 、 もう一つの方向に同じものを回転させると距離はさらに小さくなる。 図1-3 に 示すように、引き金アッセンブリー100 は作動メカニズム90と固定的に接続する ラッチハウジングスリーブ102 を含む。ラッチハウジングスリーブ102 は、引き 金延長部70を通すことができる大きさの貫通孔を有する。スリーブ102 はさらに 、ボールまたはボールベアリング106 を通すことができる大きさの複数の側壁開 口部104 を有する。一つの開口端部と閉じ端部を有する環状ボタン108 は、示す ようにスリーブ102 内に入れ子式に(telescopingly)位置している。ボタン108 はその内壁109 において形成された周辺を取り巻くまたは環状の溝110 を有し、 引き金メカニズム100 が図3（引き金延長部70と嵌合しない）に示す燃焼位置に ある場合、ボール106 の一部が溝110 と嵌合することができるようにする。ボー ル106 がこのように位置するので、スリーブ102 の内側側壁表面103 とほぼ同じ 平面となり、これにより引き金延長部70がスリーブ102 を通過することができる 。ラッチボールリテイナーカップ112 は図3 に示すようにボタン108 内で入れ子 式に位置している。圧縮スプリング114 は、図1-3 に示すように、カップ112 お よびボタン108 の間に位置して、ボタン108 およびカップ112 を軸方向に相互に 離すようにする。 ハウジング200,200Aおよび作動メカニズム90,90Aは、たとえ ば結合剤、充填剤、繊維、炭素など当該技術で良く知られている添加剤と一緒に または無しで、ステンレススチール、プラスチックおよび複合材を含む耐久性材 料のいずれかから作られる。軽い装置がより簡単に操作できるので、注射器の重 さをより軽いプラスチック材料を用いることにより低下して、装置をユーザーに 使いやすくしている。重さが軽くなると、毎日の運搬の間にこのような注射器を 運びやすなり、これにより注射器を必要とする所がどこでも使用できるようにな る。一つの好ましい実施態様において、プラスチック組成物は商標名ベクトラ(V ECTRA)・、特にベクトラ・A430およびA435としてヘキストセラニーズ社から市販 されている液状結晶ポリマーである。これらの複合材料は高い強度対重量比を提 供し、これが射出成形および押出装置の両方において比較的容易に処理すること ができるという追加の利点を提供する。さらに、これらの複合材料は、向上した または強化された潤滑性のためにPTFEフルオロカーボンまたはフルオロポリマー を含み、アッセンブリーおよび／または操作性のために金属構造体とともに使用 されうる 別の潤滑剤の使用を排除する。 図1-3 の無針注射器の操作において、作動メカニズム90のスリーブ部92がハウ ジング200 に対して図3 に示す状態から図1 に示す閉じた状態まで回転して引き 金延長部をボール106 と嵌合させる。特に、引き金メカニズムが引き金延長部70 の方へ動く時、最初にラッチ保持カップ112 を外側へ押し出し、これにより図1 および2 に示すようにボールが引き金延長部70に形成された引き金嵌合ノッチ72 と嵌合する。ボタンが自由に外側へ動くので、スプリング114 はボタンを外側へ 向かわせる。ボール106 は、図1 および2 に示すようにノッチ72とボタンの内側 壁109 との間の位置にてロックされ、ピストンを引き金にロックする。この時点 で、引き金延長部70は作動メカニズムに対してロックされ、これにより同じもの を回転させ別の方向(R)に置き換えこれによりピストン58を同じ方向R に動かし てさらにガススプリング室51を圧縮する。ピストンが方向R に動くと、プランジ ャーは同時に薬品（薬品供給バイアルを無針注射器のノズルアッセンブリーへ結 合するための結合装置120 に関して以下を参照）をアンプル室へ引き込む。アン プル室に捕捉されうる空気を追い出すために、注入器を真っ直ぐに保持し、薬品 の少量を先ず室26へ引き込む。次いで、まだ真っ直ぐの位置を保ったままで、用 途または薬品の制限に応じて、薬品を室26の外へ十分押し出しバイアルまたは連 結器を外して同じものを使い捨てのための別の容器へ入れる。室26に含まれる空 気はいずれもバイアルまたは大気中へ押し出される。次いで、空気を室に捕捉す ることなく所望の薬品投与量を室26へ引き込む。ここでは、スリーブ部92を適切 な方向に回転させることによ、プランジャーを動かすことなく隙間34を所望のよ うに狭くすることができる。プランジャーは隙間がまず閉じるかまたは完全にそ の最大になるまで動くことができないことは注意すべきである。注射器は発射の 用意ができている。ボタン108 を内側へ（方向L へ）押すと、溝110 がボールの 上部に位置し、引き金延長部72を離し、これによりピストンが加速してアンプル 室26の外へ薬品を放出するであろう方向へ向かう。図3 はこれが発射された後の 注射器の状態である。 図4-6 に示す実施態様は、図1-3 に関して前記したものとほぼ同じに作動する 。しかしながら、図1-3 に示す実施態様ではピストン58を引いてピストンにエネ ル ギーを与えているが、図4-6 に示す実施態様ではピストンを押す。図1-3 に示す 実施態様ではノズルアッセンブリー20はハウジング200 と接続するが、図4-6 に 示す実施態様ではノズルアッセンブリー20は作動メカニズム90A と接続する。 特に、図4-6 に示す実施態様ではエネルギー装置作動メカニズム90A は、ガス スプリングスリーブ52を保持するハウジング200Aとねじ式に接合する。引き金ア ッセンブリー100 はハウジング200Aと接合するかまたはこれに収容されるが、図 1-3 に示す実施態様におけるようにハウジングに対して移動することはできない 。ここでも、作動メカニズム90A は管状であり、巻上げスリーブ部分92A に形成 されたほぼ円筒状の内側ネジを有し、ハウジング200Aに形成された対の外側ねじ 切り部分220Aとねじにより同軸状で嵌合する。特に、ねじ切り部分220Aはその長 軸長さに沿ってその外周に形成される。巻上げスリーブ部分92A はその長軸長さ の一部に沿って内周に形成された協働するねじ54A を有する。ハウジング200 に 対して巻上げスリーブ部分92A を一方向に回転させることにより、ピストン58は 引き金アッセンブリーへ押し出され、これを別の方向へ回転させることにより、 ノズルアッセンブリーがピストンから移動する。 図4-6 に示す無針注射器の操作において、スリーブ部分92A はまず図4 に示す 状態から引き金アッセンブリー100 の方へハウジング200Aに対して回転させる。 これにより、プランジャー30をノズルアッセンブリーアンプル室26の円錐28に対 して接触させ、第一のピストン部分58a をガススプリング室51へ押し出し、ノッ チ72がボール106 に嵌合するまで第二のピストン部分を引き金アッセンブリーの 方へ動かし、図5 に示すようにガススプリングを十分に加圧した状態でロックす る。 スリーブ部分92A をここで他の方向へ回転させ、ノズルアッセンブリーをプラ ンジャーから引き離しそして薬品を図6 に示すような状態でアンプル室26へ引き 入れる。ここでも、アンプル室に捕捉されているかもしれない空気を追放するた めに、注射器を真っ直ぐ上に保持し、オリフィスからプランジャーを離す方向に スリーブ部分を回転させることにより、まず薬品の少量を室26へ引き抜く。これ によりアンプル室が減圧になり、薬品がアンプル室を満たすことになる。次いで 、まだ真っ直ぐの位置を保ったままで、プランジャーをオリフィスの方へ動かす で あろう方向にスリーブ部分92A を回転させることにより、薬品を室26の外に完全 に押し出しバイアルへ入れるかまたはコネクターを外して、用途またはいずれか の薬品の制限に応じて使い捨て用の分離容器へこれを押し出すことができる。室 26に含まれる空気はいずれもバイアルまたは大気へ追放される。次いで、室に空 気をいずれも入れることなく、薬品の所望の量を室26へ引き入れる。隙間34はこ こで、適切な方向にスリーブ部分92A を回転させることにより、プランジャーを 動かすことなく所望のように狭くすることができる。ボタン108 を内側へ押すと 、溝110 がボールの上に位置し、引き金延長部72を離し、ピストンをアンプル室 26の外へ薬品を放出する方向に加速させる。図4 は、ピストンが離れるかまたは 発射した後の状態を示す。 本発明によれば、注入圧力は、相当するコイルスプリング注射器よりかなり低 い圧力で保持され注入時間をより迅速にすることができる。段付きガススプリン グは、その両端を通って延びるガスピストンを持たない通常のガススプリングと 同じ程度に効果的であるとは思わないが、段付きガススプリングは、ガススプリ ングの注入圧力の低下が注入期間にわたってコイルスプリングよりも少ないので 、コイルスプリングよりも優れている。たとえば、75lbs ガススプリング（おお よその正味出力）は、4698mm3 の容積を有するガススプリング室で形成され、内 径13mmで長さは35.4mmが1,600psiに加圧する。3mm 直径の第二の部分58b は長さ は35.4mmの室を占有し、これが十分延びた状態（普通の状態）の時は、250mm 3 を占める。おおよその力定数は、圧力が作用する横断面積から計算されうる。こ れは、7mm 部分と3mm 部分の間の横断面積の差に圧力を乗じ((pi/4(49mm 2− 9m m 2)in 2 /645.2mm 2)x1,600 lbs/in 2)て約78lbs となり、シールにおける摩擦 のための幾らかの損失を差し引いたものである。 ガススプリングが十分に圧縮されると、7mm 直径の第一の部分58a は23mmのス トロークで室を占有し、885mm 3 を占め、そして3 mm直径の第二の部分58b は長 さ12.4 mm で室を占有し、約88mm 3を占有する。このため、完全に延びたときの 室の容積は約4448mm 3であり、完全に圧縮したときは約3725mm 3である。ほぼ直 線状の一定の段付きガススプリングを形成するにおいて、ガススプリング室およ び完全圧縮時のピストンの占有容積の間の比を約4:1 またはそれ以上にすること が重要である。比がこのレベル以下に落ちると、ガススプリングはコイルスプリ ングのような挙動をする。特に、室の容積が第一のピストン部分の占有容積と比 較して小さすぎるために、ガスを圧縮するのに必要な力はこれがさらに圧縮され るにしたがってかなり増加し、コイルスプリングの圧縮力と同様になる。 図13 は、本発明ガススプリングとコイルスプリングとを比較した模式的な注入圧- 時 間の曲線を示す。ガススプリングまたはコイルスプリングのいずれかを用いて、 注入装置を発射した場合、アンプル室の圧力は、ピストンが動き始めピストンま たはラムがプランジャーとピストンまたはラムとの間の隙間を閉じるまでのa 点 からb 点までは大気圧とほぼ同じままである。次いで、圧力は非常に短期間でb 点からc 点まで迅速に高められる。これは、注入口が実際に表皮を穿刺する直前 のc でピークに達する。両方のタイプの注射器に対して注入圧はc 点からd 点ま でかなり低下し、注入は実際にc 点とd 点の間のどこかで生じる。本発明ガスス プリング注射器装置において重要なものは、d 点での圧力が両方のスプリングに ついて同じものをもたらすことができることである。しかしながら、ガススプリ ングについての注入期間の最後における圧力は、コイルスプリングのものよりか なり高い。ガススプリングはしたがってその注入期間にわたって初期圧力を維持 することができ、これは圧力の損失が少ないことを意味する。 ガススプリングの別の利点は、これが弱いガススプリングすなわち低い初期注 入圧力(d点で)を使用することができることである。すなわち、コイルスプリン グでは、d 点での初期圧力は、湿式注入を避けるために注入期間にわたって圧力 が迅速に低下することを埋め合わせるためにより高いレベルであることが必要で ある。 ガススプリング注射器の重要な利点は、与えられた注入期間の間に注入圧の損 失が少ないので、コイルスプリングと比較して与えられた投与量について注入期 間がより速いことができることである。 さらに、ガススプリングの別の利点は、圧力の出力が図1-3 に示す本発明注射 器に関してピストン58をどの位たくさん引き戻したらよいかにほとんど基づかな いことである。これは、本発明が投与量に関係なく注入期間にわたって実質的に 均一な圧力を達成することができることを意味する。図1-3 の実施態様に関して 、 アンプル室26からプランジャー30のしたがってピストン58の少ない引き抜きを必 要とするだけの非常に少量の注入でも、ピストンのもっと大きな引き抜きを必要 とする多量の注入とほぼ同じ一定圧力をもたらすことができることである。これ は、かなり大きなコイルスプリングまで動かすことなくコイルスプリングでは行 うことはできない。すなわち、注射器を操作するコイルスプリングは、投与量に 無関係にコイルの十分な圧縮を必要とする。ガススプリングの加圧は図1-3 の実 施態様では注入されるべき薬品の投与量にしたがって変化するが、一方加圧は図 4-6 の実施態様では投与量に関係なく一定のままである。本発明による注射器は したがって多くの異なった適用および使用を意図する。 コイルスプリングと比較したガススプリングの別の利点は、巻き取りエネルギ ーが比較的平らなままでることである。すなわち、部分的にガススプリングを圧 縮するために必要な巻き取りトルクはスプリングを完全に圧縮するためのものと ほぼ同じである。一方、コイルスプリングでは、巻き取りトルクはコイルスプリ ングがどんどん圧縮されるにしたがって増加し、出力は入力の力に反する。 ガススプリングの別の利点は、d 点付近から出発して、ガススプリングはかな りの初期圧力の変動を起こさないことであり、この変動はコイルスプリングでは 固有のものである。このような変動は、”クリンキー(clinky)”または"ピンポ ン効果(ping-pong)"、すなわちコイルスプリングにおいて生じる長手方向の振幅 である。 本発明ガススプリングの別の利点は、ガススプリングアッセンブリー全体が別 のガススプリングと簡単に取り替えることができることである。この点で、異な った強度のガススプリングを注射器の全体の大きさを代えることなく容易に置換 されうる。たとえば、751lb の力定数を有するガススプリングはこれより強いま たは弱い力定数で代えることができる。ガススプリングの定数はガススプリング のサイズを代えることなく増加または減少することができる。これは、D1/D2 比 を代えるかまたはガススプリング室における圧力を増加もしくは減少することに より行うことができ、すなわちより高い圧力により強いガススプリングが得られ 、またこの反対のことも言える。しかしながら、ガススプリング室の容積と完全 に圧縮した時の室において占有したピストンの容積の比が好ましくは約4:1 とし 、 圧低下を最少に維持することは注意すべきである。この点で、ガススプリングの 強度を変えて、異なったタイプの注入たとえば経皮および筋肉内注射、ならびに 皮下（脂肪組織）および筋膜（筋肉の上にある）注射、または筋肉を介して骨膜 （骨の周囲の組織）までのオーブン(oven)に調和させるようにする。オリフィス の直径をしたがって変化させ異なったタイプの注射を調和させることができる。 本発明の別の見地は、図14-17 に示すような、薬品供給バイアル122 をいずれ かの無針注射器のノズルアッセンブリー20と結合するための結合装置またはアダ プター120 であり、この注射器には′830 、′543 、′818 特許において実施例 として示されているようなコイルスプリング操作注射器（その開示は参考のため にここに編入される）ならびに本発明に関する注射器およびガス操作した注射器 が含まれる。ここにおける薬品供給バイアル122 は薬品を維持するためのいずれ かの容器を意味し、容器のサイズ、形状または型には関係しない。たとえば、バ イアルはここに示すようなもの、ならびに′878 、′483 および′113 特許に示 すようなもの、ならびにアンプル、TUBEX ・またはいずれかの円筒状容器である 。結合装置120 は、第一の末端126 および第一の末端126 の反対の第二の末端12 8 を有する一般的には先細の中空円筒状本体124 を含む。円筒状本体が図示され ているが、いずれか他の本体形状を使用して様々なタイプのノズルアッセンブリ ーおよび供給バイアル形状に調和させることができる。第一のサイド130Aと反対 の第二のサイド130Bを有する分割壁130 を、第一の末端126 および第二の末端12 8 の間に位置する。第一のサイド130Aは第二の末端128 より第一の末端126 の方 に近くに位置し、第二のサイド130Bは第一の末端126 より第二の末端128 の方に 近くに位置する。中心の孔130Cは分割壁130 を貫通して形成され、これは一般に 鋭いチップ形状の中空プローブ132 と同軸列に並べられここから第一のサイド13 0Aと第一の末端126 の間に延びてバイアルからの液体を壁130 を通して接触させ る。プローブ132 は同軸上に第一のサイド130Aから第一の末端126 へ延びるが、 しかしこれが第一の末端126 を越えては突き出ないように本体内で終わり、偶然 の突き刺さりを防止する。 第一の末端126 は薬品供給バイアルコネクター140 を有して供給バイアル122 との接触ができるようにするが、しかし一旦接触したものの除去を防止する。特 に、コネクター140 は一対の柔軟な弾力性のある歯142 を有するバイアルホルダ ーを含む。各歯142 は、好ましくはテーパー状でありバイアルと嵌合する自由端 部144 を画成する。歯142 は相互に直径方向に正反対に位置し、内部へ向かって そして相互に壁130 に対して収束的に延びる。好ましい実施態様において、末端 144 はバイアル122 のネック部分122Aと嵌合し、これは好ましくは歯と協動して 結合装置がそこから外れることを阻止する手段121 を提供する。たとえば、ネッ ク部分122Aは末端144 と嵌合するための溝または切り欠きを有するかまたは図14 に示すような環状溝123 を備えたネック嵌合スリーブ121 を有する。これに代わ って、バイアルは、′878 特許に示すように、拡大したヘッドとこれに続く狭い ネック部分を有する。バイアルを挿入するがしかし外すのが難しい他の代用手段 を使用することができ、すなわちワンウェイ結合である。 バイアル122 が第一の末端126 を通して挿入されると、バイアル122 の前端（ ネック部分122A）は強制的に自由端部144 を広げる。一旦ネック部分またはヘッ ド部分が自由端部144 を越えるかまたは隣接して挿入されると、歯142 はその最 初の形状にスプリングバックして切り欠き123 またはより小さいネック部分122A と嵌合する。歯の収束しおよび面取りした形状は、切り欠き123 またはより大き なヘッドをこれらに対して接触させ供給バイアル122 が反対方向に取り外される ことを阻止することができる。バイアル122 の前端を挿入すると、プローブ132 がそのシールを刺してそこに形成された通路132Aを介して液体の接触がもたらさ れる。 第二の末端128 は、コネクター150 をノズルアッセンブリー20へ単に押し入れ ただけでノズルアッセンブリー20の部分を自動的に掴む迅速な放出部材(quick r elease member)152 および152 ′を有するノズルコネクター150 を有する。その 取り外しは、押し出しおよび／または捩じりの動作により行われる。図14および 16に示すような本体124 の周囲の回りに均等に間隔を空けて(90 °離れる)4 個 の迅速放出部材152 があるか、または図16A に示すように直径方向に相対して一 対の部材152 ′がある。図16A の実施態様において、各部材152 ′は図14および 16に示すような部材152 とほぼ同じであり、但し部材152 ′は好ましくは部材15 2 より若干幅広く一対の隣接するサブ部材152 ″を形成するスロット153 を有し 、 その各々は他のものと独立して曲がる。放出部材152,152 ′は図14,16Aに示すよ うに本体の長手方向に実質的に平行に延びる。迅速放出部材152,152 ′は弾性で あり、ノズルアッセンブリーの挿入の間に相互に離れて広がりそしてこれが接続 すると最初の元の状態へほぼ戻ることができる。しかしながら、迅速放出部材15 2,152 ′はノズルアッセンブリーが接合すると若干広がってノズルアッセンブリ ーに作用する掴む力を維持し、その自然な元の位置に向うのが好ましい。各放出 部材152,152 ′は放射状に内側に向かって突起した部分またはタブ152Aを有し、 これはその確実性のためにノズルアッセンブリー20と協調して働く。ノズルアッ センブリーは、図12および13における参照番号27により例として示されるように 、4 個の相補的表面、切り欠きまたはノッチとともに形成され、これは2 または 4 個の迅速放出部材とともに使用され、突起部分152Aがそこにおけるスペースを 占め、これにより結合装置をノズルアッセンブリーと確実に接続させることがで きる。 結合装置はさらに伸縮可能な隔壁シール部材160 を含み、これは分割壁130 の 第二のサイド130Bと隣接する関係に位置する。シール部材160 は一般に中心開口 部と一列に並ぶゼロ直径の孔を有する。ゼロ直径の孔は、最初に伸ばした後にシ ール部材を穿刺することにより形成され、これは′113 特許に記載され、その開 示は参考のためにここに編入される。しかしながら、シール部材は好ましくは開 口孔である。確実にシール部材150 を調和させるために、分割壁130 の第二のサ イド130Bは周辺を取り囲む溝130Cを備えている。シール部材160 の一つのサイド は溝130Cに位置する相補的円周環部分162 を有する。 環170 はシール部材と隣 接する関係に位置し、環は本体124 の内壁と摩擦により嵌合して壁130 と隣接す る関係にシール部材を保持する。環170 の内周172 の形状はノズルアッセンブリ ーの外側輪郭と相補的でありノズルアッセンブリーを結合装置に対して正確に一 直線状に並べることができる。ノズルアッセンブリー20が結合装置と接合する場 合、これは分割壁130 に対しシール部材160 を押しつけノズルアッセンブリーと 中心開口部の間に液体- 緊密シールを提供する。 保護キャップ180 は好ましくは結合装置と接続し、環170 およびシール部材16 0 との嵌合において第二の末端128 を保護しそして閉じる。キャップ180 は、4 個の相補的適合表面またはノズルアッセンブリーにおいて形成される切り欠き27 とほぼ同じである切り欠き182 を有し、4 または2 個の迅速放出部材のいずれか と調和することができる。切り欠き182 はタブ152 を受けて確実にキャップ180 に対し本体124 を保持する。 本体124 は、薬品供給バイアルコネクター140 およびノズルコネクター150 、 および環170 を含み、滅菌、非- 毒性、いずれかの医薬グレードのプラスチック 組成物たとえばポリスルホン、ポリカーボネート樹脂、MOBAY MARKOLON 2658,GD LEXAN GR1310もしくは等価物または薬品と適合性のいずれかの医薬グレード組成 物で形成されている。シール部材160 は好ましくは天然または合成ゴムなどで形 成される。 接続部材は、その場で接続されたまたは別に提供されたキャップ180 で包装さ れうる。キャップ180 はこれが接続する場合は第一に本体124 から外される。薬 品供給バイアル122 を本体140 の一方の端部と接続する。一旦バイアルを挿入す ると、ほとんど力がなくてもこれを取り外すことができる。これに代わって、バ イアルを最初に本体と接続し、次いでキャップを除去する前にバイアルを有する 本体をノズルアッセンブリーと結合する。ノズルアッセンブリーを結合装置と接 続する場合、シール部材160 における孔はノズルアッセンブリーにおいて形成さ れたオリフィス24と一直線状に並べる。操作において、バイアルおよび注入装置 をほぼ垂直に維持してアンプル室における空気をオリフィスを通して逃す。プラ ンジャーをノズルアッセンブリーから引き離すと、室26において減圧ができ、薬 品をバイアル122 から中空プローブ132 を通して引く。薬品の所望の量を引き抜 くと、結合装置を注射器から外し、キャップを接続してシール部材160 に形成さ れた開口部を閉じる。これと接続したバイアルを含む結合装置は、後の使用のた めに保存されまたは薬品の手引き書が指示する場合には直ちに廃棄される。いず れにしても、バイアルと一緒に接続装置もバイアルが空になるとユニットとして 廃棄される。 本発明による結合装置は、薬品供給バイアルを注入オリフィスに嵌合させる比 較的安価で、廃棄可能な手段を提供するものである。 本発明の別の見地はエアガンまたは前記した段付きガススプリングを用いた迅 速圧縮空気による射出物の発射のための装置である。圧縮室で均一な圧力を作り だしここで圧縮されたガスがバレルを介してペレットを推進するすことが望まし い。′517 特許に開示されているように、高い出力レベルで、不均一な加速によ り作られた熱い圧縮された空気の流れが多分ペレットを変形させこれによりその 正確性を損なうことがある。さらに、前記した”スリンキー(slinky)”効果と同 様の”ピストンの跳ね返り(piston bounce)”として知られている問題は、エア ガンまたはスプリング駆動ガンにおいては普通である。この問題は正確性におい て好ましくない効果を有すると思われる。この跳ね返りはピストンクラウンとピ ストン発射ストロークの末端で外側シリンダーの前端壁との間に捕捉された空気 により起こされる。 これらの二つの一般的問題は本発明により解決された。前記のように、本発明 のガススプリングはほぼ均一な出力圧を作り、これは次いで圧縮力を発射室へ施 すことができる。さらに、ガススプリングに貯蔵されたエネルギーは先行のガス ガンと異なり一定であるので、その時点で発射室において捕捉された空気が約15 0-200lbsの一定スプリング力より大きいのでピストン跳ね返りは排除される。本 発明ガススプリングを組み込んだエアガンの例のより詳細を図18および19に示す 。 図示したエアガンは、ストック303 へ装着された発射メカニズム310 の前面に バレル300 を含む。本発明による発射メカニズムは、外側中空シリンダー320 、 中空ピストン330 、およびガススプリング50′を含む。外側中空シリンダー320 は、放出口320 および受け器329 などに固着している円錐状側壁326 を備えた前 端壁322 を有し、その中を中空ピストン330 がスライドする。中空ピストン330 は、図18および19に示すようにその外側壁から延びるラグ334 を有する円錐状ピ ストン壁332 を有する。側壁326 はラグが外側に向かって延びるスロット内で長 手方向に動く長軸スロット328 を備えている。側壁332 の一端は閉じたピストン 壁であり、他方は開口している。ピストン壁332 の外側サイドは、少なくとも一 つのO-リングシール338 等である。発射室340 は、前端壁322 、閉じ端壁336 お よび側壁326 により画成され、この中で捕捉された空気が発射時に圧縮される。 ここに図示しないが、中空ピストンはまた′686 特許に開示されているように軟 質リップリングを有する。 ガススプリング50′は図7 に示されるものとほぼ同一である。中空ピストン33 0 はより大きなピストン58a ′の自由端部に固着しており、このためピストン58 ′は中空ピストン330 と調和して動く。エアガンにおける使用のために、ガスス プリングは1500-2500psiの間で加圧されおよび150-200 lbs ガススプリング定数 を作る。より大きいかより小さいかのいずれか他の圧力もまたその用途に応じて 使用することができ、すなわち高スピードで発射を推進することはより大きな圧 力が必要で、またはその逆もある。 バレル300 は、ピボットピン302 などの回りを旋回可能であり、バレル突破口 304 の開口を行うことが出来る。バレルはストック301 に対して矢印308 に示す 方向でバレルを旋回することにより開口する。これにより発射体またはペレット 306 の挿入のためにまたはバレルのクリーニングのために突破口ヘ近づくことが できる。突破口はO-リングシール305 などを有し発射室340 およびバレルの孔30 1 の間の空気の緊密な連携を提供する。 バレル300 はレバーを起こすメカニズ ム310 と操作的に連結され、これにより突破口が矢印308 により示される方向に 旋回することにより開口するとレバーメカニズム310 は矢印314 により示される 方向に動き、強制的に中空ピストン330 を図18に示す状態にする。特に、レバー メカニズムの末端312 は、トリガーメカニズム350 が小さい方のピストン部58′ の末端において形成されるノッチ72′と嵌合するまでラグに対して接触する。停 止部材360 は、受け器329 に形成されているかまたはこれと接続し、これにより ガススプリング50′のリップ57′と隣接するかまたはこれと結合し、ガススプリ ングがレバー起こし工程の間に後方へ動かないようにする。トリガーメカニズム 350 は発射するまで図18に示すような状態にロックされたガススプリングを維持 する。 特に図示しないが、本発明エアガンのための掛け金外し(cocking)工程は分離 レバーでありうる。さらに、本発明注射器に示される作動メカニズム90と類似の 掛け金外しメカニズムを使用して中空ピストン330 を前端壁322 から後方へ引き 離すことができる。これにより動力設定を調和させることができる。 中空ピストン330 を図18に示す状態に動かすことにより、大きな方のピストン 部58′が強制的にガススプリング室51′へ入る。ここでも、大きな方のピストン 部58′の容積が小さい方のピストン部58b ′がその中に占有している図19に示す その中立の延長した状態におけるよりも大きいので、ガススプリング室51′をさ らに圧縮する。ガンを発射すると、すなわちピストン58′を放出すると、ピスト ン58および中空ピストン330 は、ガススプリングの力に基づいて迅速に前端壁32 2 の方へ促進する。発射室340 における空気は、これがペレットをバレルを介し て突破口の外へ出す閾値を越えるまでどんどん増大する。 さらに、本発明注射 器およびエアガンは、ガススプリングピストン58,58 ′が移動可能に位置しそし てスリーブ52,52 ′が固定して保持されている段付きガススプリングを用いて例 示されるが、本発明はまた段付きガススプリングピストン58,58 ′が固定して位 置しスリーブ52,52 ′が移動可能に位置していることを意図してもよい。この場 合、注射器のプランジャー30はスリーブにより操作的に推進され、最後に小さい 方のピストン部58b がスリーブ52を介して延びる。ピストンを調節するために、 円筒状の駆動するスリーブ（図示せず）はピストンと同軸に位置しこのため駆動 するスリーブはプランジャー30を推進する。同様に、ガススプリング50′は反対 に位置し、これにより小さいほうのピストン部58b ′がスリーブを通って延びて いる末端で中空ピストン330 をスリーブ52′により運転することもできる。これ は、たとえば中空ピストン330 の開口端部を、小さいほうのピストン部58b ′が その中を通って延びているスリーブの端部へ接続させることにより行われる。 本発明は段付きガススプリングに関してその好ましい実施態様を記載したが、 段の付かないガススプリングのどんなものも本発明無針注射器またはエアガンに 使用されうる。テイラーらの特許に示されるものと類似のガススプリングを本発 明注射器に組み込むことができ、ならびに他の通常のガススプリング（両端を通 って延びるピストンを持たない非- 段付き）たとえばインダストリアル ガスス プリング社(INDUSTRIAL GAS SPRING LTD.)により作られたものも同様であり、こ こはまた段付きガススプリングも製造している。たとえば、注射器は、第一のピ ストン部分58a だけを有し他の末端は完全にシールされいてるガススプリングを 利用することができる。スリーブ52は固定的に保持され、第一のピストン末端は プランジャーと接続することもできる。作動メカニズムは、図4-6 に示すように 接続されピストンをガスピストン室へ押し出す。トリガーメカニズムは、スリー ブおよびピストンの末端の間に第一のピストン部分を嵌合するように位置するこ とができる。 本発明の精神および範囲内でのバリエーションおよび修正が本発 明に関係する技術を良く知る者に対して起こりうることは理解されるべきである 。たとえば、注射器は皮膚を通して固体薬品を注入するかまたは発射物を発進さ せるために修正される。したがって、本発明の精神および範囲内であるここに記 載した開示から当該技術に熟知した者が容易に達成することができる全ての好都 合の修正は、本発明のさらに別の実施態様として含まれる。したがって本発明の 範囲は、添付の請求の範囲で述べたものとして定義される。 本発明の別の見地 はエアガンまたは前記した段付きガススプリングを用いた迅速圧縮空気による射 出物の発射のための装置である。圧縮室で均一な圧力を作りだしここで圧縮され たガスがバレルを介してペレットを推進するすことが望ましい。′517 特許に開 示されているように、高い出力レベルで、不均一な加速により作られた熱い圧縮 された空気の流れが多分ペレットを変形させこれによりその正確性を損なうこと がある。さらに、前記した”スリンキー(slinky)”効果と同様の”ピストンの跳 ね返り(piston bounce)”として知られている問題は、エアガンまたはスプリン グ駆動ガンにおいては普通である。この問題は正確性において好ましくない効果 を有すると思われる。この跳ね返りはピストンクラウンとピストン発射ストロー クの末端で外側シリンダーの前端壁との間に捕捉された空気により起こされる。 これらの二つの一般的問題は本発明により解決された。前記のように、本発明 のガススプリングはほぼ均一な出力圧を作り、これは次いで圧縮力を発射室へ施 すことができる。さらに、ガススプリングに貯蔵されたエネルギーは先行のガス ガンと異なり一定であるので、その時点で発射室において捕捉された空気が約15 0-200lbsの一定スプリング力より大きいのでピストン跳ね返りは排除される。本 発明ガススプリングを組み込んだエアガンの例のより詳細を図18および19に示す 。 図示したエアガンは、ストック303 へ装着された発射メカニズム310 の前面に バレル300 を含む。本発明による発射メカニズムは、外側中空シリンダー320 、 中空ピストン330 、およびガススプリング50′を含む。外側中空シリンダー320 は、放出口320 および受け器329 などに固着している円錐状側壁326 を備えた前 端壁322 を有し、その中を中空ピストン330 がスライドする。中空ピストン330 は、図18および19に示すようにその外側壁から延びるラグ334 を有する円錐状ピ ストン壁332 を有する。側壁326 はラグが外側に向かって延びるスロット内で長 手方向に動く長軸スロット328 を備えている。側壁332 の一端は閉じたピストン 壁であり、他方は開口している。ピストン壁332 の外側サイドは、少なくとも一 つのO-リングシール338 等である。発射室340 は、前端壁322 、閉じ端壁336 お よび側壁326 により画成され、この中で捕捉された空気が発射時に圧縮される。 ここに図示しないが、中空ピストンはまた′686 特許に開示されているように軟 質リップリングを有する。 ガススプリング50′は図7 に示されるものとほぼ同 一である。中空ピストン330 はより大きなピストン58a ′の自由端部に固着して おり、このためピストン58′は中空ピストン330 と調和して動く。エアガンにお ける使用のために、ガススプリングは1500-2500psiの間で加圧されおよび150-20 0lbs ガススプリング定数を作る。より大きいかより小さいかのいずれか他の圧 力もまたその用途に応じて使用することができ、すなわち高スピードで発射を推 進することはより大きな圧力が必要で、またはその逆もある。 バレル300 は、 ピボットピン302 などの回りを旋回可能であり、バレル突破口304 の開口を行う ことが出来る。バレルはストック301 に対して矢印308 に示す方向でバレルを旋 回することにより開口する。これにより発射体またはペレット306 の挿入のため にまたはバレルのクリーニングのために突破口ヘ近づくことができる。突破口は O-リングシール305 などを有し発射室340 およびバレルの孔301 の間の空気の緊 密な連携を提供する。 バレル300 はレバーを起こすメカニズム310 と操作的に連結され、これにより 突破口が矢印308 により示される方向に旋回することにより開口するとレバーメ カニズム310 は矢印314 により示される方向に動き、強制的に中空ピストン330 を図18に示す状態にする。特に、レバーメカニズムの末端312 は、トリガーメカ ニズム350 が小さい方のピストン部58′の末端において形成されるノッチ72′と 嵌合するまでラグに対して接触する。停止部材360 は、受け器329 に形成されて いるかまたはこれと接続し、これによりガススプリング50′のリップ57′と隣接 するかまたはこれと結合し、ガススプリングがレバー起こし工程の間に後方へ動 かないようにする。トリガーメカニズム350 は発射するまで図18に示すような状 態にロックされたガススプリングを維持する。 特に図示しないが、本発明エアガンのための掛け金外し(cocking)工程は分離 レバーでありうる。さらに、本発明注射器に示される作動メカニズム90と類似の 掛け金外しメカニズムを使用して中空ピストン330 を前端壁322 から後方へ引き 離すことができる。これにより動力設定を調和させることができる。 中空ピストン330 を図18に示す状態に動かすことにより、大きな方のピストン 部58′が強制的にガススプリング室51′へ入る。ここでも、大きな方のピストン 部58′の容積が小さい方のピストン部58b ′がその中に占有している図19に示す その中立の延長した状態におけるよりも大きいので、ガススプリング室51′をさ らに圧縮する。ガンを発射すると、すなわちピストン58′を放出すると、ピスト ン58および中空ピストン330 は、ガススプリングの力に基づいて迅速に前端壁32 2 の方へ促進する。発射室340 における空気は、これがペレットをバレルを介し て突破口の外へ出す閾値を越えるまでどんどん増大する。 さらに、本発明注射 器およびエアガンは、ガススプリングピストン58,58 ′が移動可能に位置しそし てスリーブ52,52 ′が固定して保持されている段付きガススプリングを用いて例 示されるが、本発明はまた段付きガススプリングピストン58,58 ′が固定して位 置しスリーブ52,52 ′が移動可能に位置していることを意図してもよい。この場 合、注射器のプランジャー30はスリーブにより操作的に推進され、最後に小さい 方のピストン部58b がスリーブ52を介して延びる。ピストンを調節するために、 円筒状の駆動するスリーブ（図示せず）はピストンと同軸に位置しこのため駆動 するスリーブはプランジャー30を推進する。同様に、ガススプリング50′は反対 に位置し、これにより小さいほうのピストン部58b ′がスリーブを通って延びて いる末端で中空ピストン330 をスリーブ52′により運転することもできる。これ は、たとえば中空ピストン330 の開口端部を、小さいほうのピストン部58b ′が その中を通って延びているスリーブの端部へ接続させることにより行われる。 本発明は段付きガススプリングに関してその好ましい実施態様を記載したが、 段の付かないガススプリングのどんなものも本発明無針注射器またはエアガンに 使用されうる。テイラーらの特許に示されるものと類似のガススプリングを本発 明注射器に組み込むことができ、ならびに他の通常のガススプリング（両端を通 って延びるピストンを持たない非- 段付き）たとえばインダストリアル ガスス プリング社(INDUSTRIAL GAS SPRING LTD.)により作られたものも同様であり、こ こはまた段付きガススプリングも製造している。たとえば、注射器は、第一のピ ストン部分58a だけを有し他の末端は完全にシールされいてるガススプリングを 利用することができる。スリーブ52は固定的に保持され、第一のピストン末端は プランジャーと接続することもできる。作動メカニズムは、図4-6 に示すように 接続されピストンをガスピストン室へ押し出す。トリガーメカニズムは、スリー ブおよびピストンの末端の間に第一のピストン部分を嵌合するように位置するこ とができる。 本発明の精神および範囲内でのバリエーションおよび修正が本発明に関係する 技術を良く知る者に対して起こりうることは理解されるべきである。たとえば、 注射器は皮膚を通して固体薬品を注入するかまたは発射物を発進させるために修 正される。したがって、本発明の精神および範囲内であるここに記載した開示か ら当該技術に熟知した者が容易に達成することができる全ての好都合の修正は、 本発明のさらに別の実施態様として含まれる。したがって本発明の範囲は、添付 の請求の範囲で述べたものとして定義される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，Ｕ Ｇ)，ＵＡ(ＡＺ，ＢＹ，ＫＺ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，Ａ Ｌ，ＡＭ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ ，ＣＮ，ＣＺ，ＥＥ，ＦＩ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ， ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 シアボールド ディヴィッド アール イギリス ハンティンドン ピーイー17 ６ユーアール セント イーヴス キャン ベラ ドライヴ ４ (72)発明者 カールソン クレイグ ジェイ アメリカ合衆国 マサチューセッツ州 01810 アンドーヴァー スティーヴンス サークル ９ (72)発明者 ローゼン ディヴィッド アイ アメリカ合衆国 マサチューセッツ州 02174 アーリントン カレッジ アベニ ュー 88 (72)発明者 ジョンソン トーマス アール アメリカ合衆国 ニューハンプシャー州 03055 ミルフォード クラーク ロード 16

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．医薬製品を注入するための装置であって： 医薬製品を保持するためのアンプル室、前記医薬製品を通すために該アンプ ル室と流体連通したノズルアセンブリーのオリフィス、および前記アンプル室内 で移動可能に配設された圧力壁部材を有するノズルアセンブリーと； 前記圧力壁部材に選択的に結合するための構成および寸法を有し、実質的に 均一な圧力下で前記アンプル室から医薬製品を噴出させるエネルギー機構とを具 備し、該エネルギー機構は気体スプリングを具備してなる装置。 ２．請求項１に記載の装置であって、前記気体スプリングは、摺動可能にその中 に延出したピストンを有し、且つ加圧気体を含んでいる密閉された気体スプリン グ圧力室を具備し、 当該装置は、更に、前記ピストンと機能的かつ選択的に係合および脱係合し て、気体スプリングをロックされた圧縮状態に選択的に維持し、また気体スプリ ングをその弛緩状態へと選択的に開放するためのトリガー機構と、前記ピストン の基端部に連結されて前記トリガー機構に収容される気体スプリング連結機構を 具備し、 前記ノズルアセンブリーおよび前記気体スプリングは、ハウジング部材の中 に機能的に配置されている装置。 ３．請求項２に記載の装置であって、前記ピストンの先端部は基端部よりも大き く、前記圧力室が弛緩状態にあるときに、少なくとも基端部の一部は圧力室内に 配置され、また前記先端が前記室の中に移動するときに圧力室内の加圧ガスは更 に圧縮され、 前記エネルギー機構は、更に、前記ハウジング部材に移動可能に結合された 駆動部材を具備し、該駆動部材は前記気体スプリング圧力室に対して長手方向に 移動可能であり、また前記駆動部材はピストンの先端を圧力室の中に動かすこと ができ、前記気体スプリングを圧縮状態に保持するために気体スプリング連結機 構を前記トリガー機構に連結することができる装置。 ４．請求項３に記載の装置であって、前記ノズルアセンブリーは取り外し可能に 前記ハウジング部材に連結され、前記ピストンは取り外し可能且つ機能的にプ ランジャーである前記圧力壁部材に連結され、また前記ピストンと前記プランジ ャーとの間に空運動連結機構が設けられていて、前記ピストンが前記プランジャ ーに接触する前に所定の距離に沿って移動する装置。 ５．請求項４に記載の装置であって、前記空運動連結機構は、長手方向のスロッ トを限定し且つ前記ピストンに連結されたラムを具備し、前記プランジャーは更 に、機能的で摺動可能に前記スロット内に収容され、且つ前記プランジャーの一 端と前記ラムの一端との間に所定の隙間を与えるような所定の長さを有するコネ クターシャフトを含み、前記ラムの一端は前記隙間を横切って移動した後に前記 プランジャーに係合する装置。 ６．請求項４に記載の装置であって、前記空運動連結機構は、前記プランジャー と前記ピストンとの間に形成された弾性の迅速放出コネクタを具備し、該迅速放 出コネクタは前記プランジャーから延出し、且つ複数の弾性ツメを有し、前記ピ ストンに配置された拡大ヘッドは前記弾性ツメによって摺動可能に収容され、夫 々のツメは半径方向内側に延出したタブを有していて、前記拡大ヘッドの長手方 向の移動を制限し、前記プランジャーが前記アンプル室の内部に収容されると、 前記ツメは半径方向外側に拡張するのを妨げられて、前記拡大ヘッドを前記迅速 放出コネクタ内に保持し、 前記ノズルアセンブリーが前記装置から除去されると、前記ツメが使用者の 操作に曝されて、前記プランジャーを前記ピストンから分離できる装置。 ７．請求項４に記載の装置であって、前記ノズルアセンブリーは前記医薬製品を 予め充填され、前記ノズルアセンブリーもしくは前記プランジャーまたはこれら の両者はステンレス鋼、ポリカーボネート、ポリカーボネート、ポリプロピレン およびこれらの誘導体、または前記医薬製品に適合し且つそこに加わる圧力およ びストレスに耐えることができる他の適切なプラスチック、ガラスもしくは複合 体で製造される装置。 ８．請求項２に記載の装置であって、前記シールされた気体スプリング圧力室は 管状スリーブと該スリーブを密封して閉鎖する一対の末端プラグとによって定義 され、また前記ピストンはこれら末端プラグの間に摺動可能に収容される装置。 ９．請求項１に記載の装置であって、更に、医薬供給瓶を前記ノズルアセンブリ ーに連結するための連結装置を具備し、該連結装置は、 基端部および先端部を有する一般に中空の本体と； 前記基端部と先端部との間に配置された分割壁であって、基端側面および先 端側面、並びに該分割壁に定義された孔とを有する分割壁と； 前記分割壁の先端側面から前記本体の先端方向に向けて軸方向に延出し、前 記プローブが前記本体内に残るように前記本体内で終端した中空プローブであっ て、該プローブは前記孔に対して整列し、これとの間での液体流通を可能にする 中空プローブと； 前記供給瓶が前記瓶コネクタの中に挿入され、その後は供給瓶の除去が阻止 されるように、前記本体の先端に形成された医薬品供給瓶コネクタと； 前記基端部に形成されたノズルコネクタであって、該ノズルコネクタは前記コ ネクタが前記ノズルアセンブリーに向けて動いた後に前記ノズルアセンブリーの 一部を連結することができ、また十分な分離力が適用されたときに前記ノズルア センブリーから離すことができる複数の迅速解除部材を有し、また前記供給瓶の 前記ノズルコネクタへの連結に際して前記プローブが前記供給瓶のシールを穿刺 するようなノズルコネクタとを具備した装置。 10．請求項９に記載の装置であって、前記連結装置は、更に、前記壁の基端部側 面に隣接した伸長可能な膜シール部材であって、一般には前記孔に対して整列し た開いたホールまたはゼロ直径ホールを有する膜シール部材と； 前記シール部材に隣接するリングであって、その挿入を可能にする前記ノズ ルアセンブリーの構造を具備するリングと； 前記基端部を保護および閉鎖するための保護キャップであって、前記迅速放 出部材に係合するための少なくとも一つの適合膜とを具備する装置。 11．請求項９に記載の装置であって、前記医薬供給瓶コネクタは、前記壁に向け て延出する少なくとも一つの可撓性の歯を具備し、該歯の自由端は前記供給瓶の 一部と係合し、前記瓶部分は前記歯と共働して前記供給瓶の取り外しを妨げる手 段を有し； ノズルコネクタ上の前記迅速解除部材は、実質的に前記本体の軸方向に延出 しており、また前記迅速解除部材が前記ノズルから半径方向に拡張することを可 能にし且つ完全に取り付けられたらその元の位置へと実質的に復帰するような弾 性を有しており； 前記解除部材の夫々は半径方向内側へ突出したタブを有しており、該タブは 、前記ノズルアセンブリーと共働して前記連結装置の取付けを可能にする装置。