KR20170109593A - 주사기용 피스톤-스토퍼 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 주사기용 피스톤-스토퍼(510)에 관한 것으로, 전방 벽(513)에 의해 폐쇄되는 전방 축방향 단부를 갖는 원통형 몸체(511)를 구비하고, 적어도 하나의 보조 밀봉 윤곽부(610)를 갖는 외측 표면을 포함하며, 상기 전방 벽(513)은 코팅부(635)가 제공된 전방 축방향 외측 표면(631)을 포함하고, 상기 코팅부(653)는, 바람직하게는 에틸렌 테트라플루오르에틸렌으로 이루어진 박막이며, 상기 전방 벽(513)은 반경 방향-외측 에지 상에 주 밀봉 윤곽부(630)를 포함하는, 주사기용 피스톤-스토퍼(510)에 있어서, 상기 전방 벽(513)과 상기 원통형 몸체(511)는 상이한 재료로 이루어지고, 상기 원통형 몸체(511)는 중공형으로 상기 전방 벽(513) 상에 오버몰딩되며(overmolded), 상기 전방 벽(513)의 전방 축방향 외측 표면(631)은 상기 주 밀봉 윤곽부(630)의 반경 방향 내측에 배치된 변형 윤곽부(deformation profile)(633)를 포함하고, 상기 변형 윤곽부(633)는, 상기 피스톤-스토퍼(510)가 주사기 몸체 내에 삽입되고 및/또는 주사기 몸체 내에서 슬라이딩하는 것을 용이하게 하도록, 반경 방향으로 변형되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

주사기용 피스톤-스토퍼
본 발명은 주사기용 피스톤-스토퍼에 관한 것이다.
주사기용 피스톤-스토퍼는 종래 기술에 잘 알려져 있다. 주사기가 작동되기 전에 피스톤-스토퍼는 스토퍼의 기능을 수행하여, 주사기 몸체에 포함된 유체를 격리한 다음, 작동 중에 피스톤으로 변환되어, 일반적으로 바늘을 통해, 주사기 몸체 밖으로 유체를 밀어낸다. 일반적으로, 주사기 장치는 작동 중에 주사기 몸체 내에서 상기 피스톤-스토퍼를 이동시키도록 상기 피스톤-스토퍼와 협동하는 피스톤 로드와 같은 액추에이터 부재를 포함한다. 이로써, 피스톤-스토퍼는 밀봉을 보장할 필요가 있으며, 이로써 일반적으로 고무 또는 다른 유사한 엘라스토머로 제조된다. 이러한 유형의 재료의 단점은 특히 저장 단계 동안에, 피스톤-스토퍼의 재료과 분배될 유체 간의 상호 작용의 위험과 관련되며, 이러한 상호 작용은 상기 유체를 오염시킬 가능성이 있다. 이러한 상호 작용의 위험을 제한하기 위해, 피스톤-스토퍼의 전면, 즉 유체를 저장하고 유체를 분배하는 동안 유체와 접촉하는 표면을, 적절한 코팅물로 코팅하는 것이 제안되어 왔다. 특히, 피스톤-스토퍼의 전면에 에틸렌테트라플루오로에틸렌(ETFE)의 박막을 코팅하는 것이 제안되어 왔다. 이러한 기술은 피스톤-스토퍼의 재료와 유체 간의 상호 작용 위험을 제한할 수 있습니다. 그러나, 상기 박막을 코팅하는 것은 제조 방법을 더욱 복잡하게 하고, 성형 후에 피스톤-스토퍼 상에 절삭 구역을 요구하는데, 이는 피하여야 한다. 또한, 전면 표면 상에 코팅물의 존재는 상기 전면의 스티프니스를 증가시켜서, 주사기 몸체 내에서 피스톤-스토퍼를 조립 및 이동시키는 것을 더욱 어렵게 할 수 있다. 보다 정확하게는, 이러한 전면 코팅물의 존재는 피스톤-스토퍼의 전면의 변형 정도를 감소시키고, 이로써, 피스톤-스토퍼를 주사기 몸체 내에 삽입하고 몸체를 따라 슬라이딩시키는 것을 더욱 어렵게 할 수 있다. 이로써, 일단 주사기 몸체 내에 삽입된 피스톤-스토퍼에 대해 충분한 밀봉 정도와, 너무 복잡하거나 어렵지 않은 조립 및 작동 방법 간의 양호한 절충안을 찾아야 하는 과제가 남게 된다.
또한, 피스톤-스토퍼와 액추에이터 부재, 일반적으로 피스톤 로드 간의 협동은 일반적으로 피스톤-스토퍼의 내측면에 제공되고 피스톤 로드의 선단부 상에 형성된 대응하는 나사산과 협동하는 나사산에 의해 이루어진다. 이러한 기법은 또한, 나사산을 성형하기 위해 피스톤-스토퍼를 제조하기 위한 몰드에서 요구되는 많은 양의 후방-드래프트부(back-draft)로 인해서, 피스톤-스토퍼의 제조 과정, 특히 탈형 단계를 복잡하게 한다.
문헌들 WO 2006/021380, EP 1 180 377, EP 1 674 121, DE 100 06 560, WO 02/092312, JP 2001 190667, US 2007/219508, WO 2012/101669, EP 1 002 551, US 2014/062036, US 5 735 825 및 EP 2 803 378은 종래 기술 장치를 기술한다.
문헌 WO 2015/052429는 본 발명의 주사기 피스톤-스토퍼와 유사한 주사기 피스톤-스토퍼를 기술한다.
본 발명의 목적은 전술한 결점들을 갖지 않는 피스톤-스토퍼를 제공하는 것이다.
특히, 본 발명의 목적은 제조, 조립 및 작동이 단순화되고 신뢰할 수 있게 하면서, 유체 보관 중에 그리고 작동 중에 완전한 밀봉을 보장하는 피스톤-스토퍼를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 특히 상기 피스톤-스토퍼를 성형하는 공정에서, 보다 간단하고 이로써 제조 및 조립 비용이 적게 드는 피스톤-스토퍼를 제공하는 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 주사기용 피스톤-스토퍼를 제공하며, 주사기용 피스톤-스토퍼는 전방 벽; 상기 전방 벽에 의해 폐쇄된 전방 축방향 단부를 갖는 원통형 몸체; 및 적어도 하나의 보조 밀봉 윤곽부를 갖는 외측 측부 표면을 포함하며, 상기 전방 벽은 코팅부가 제공된 전방 축방향 외측 표면을 포함하고, 상기 코팅부는 에틸렌 테트라플루오르에틸렌으로 이루어진 박막을 포함하며, 상기 전방 벽은 상기 전방 벽의 반경 방향-외측 에지 상에 주 밀봉 윤곽부를 포함하며, 상기 전방 벽과 상기 원통형 몸체는 상이한 재료로 이루어지고, 상기 원통형 몸체는 중공형이며 상기 전방 벽 상에 오버몰딩되며(overmolded), 상기 전방 벽의 상기 전방 축방향 외측 표면은 상기 전방 벽의 상기 주 밀봉 윤곽부의 반경 방향 내측에 배치된 변형 윤곽부(deformation profile)를 포함하며, 상기 변형 윤곽부는, 상기 피스톤-스토퍼가 주사기 몸체 내에 삽입되고/되거나 주사기 몸체 내에서 슬라이딩하는 것을 용이하게 하도록, 반경 방향으로 변형되게 구성되는 것을 특징으로 한다.
유리하게는, 상기 원통형 몸체는 고무 재료로 이루어지며, 상기 고무 재료는 부틸 고무, 클로로부틸 고무, 브로모부틸 고무, 이소부틸렌 및 파라-메틸스티렌 고무 공중합체, 이소프렌 고무, SBR(스티렌 부타디엔 고무), NBR(니트릴 부타디엔 고무), EPDM(에틸렌 프로필렌 다이엔 삼원중합체)를 포함하는 하나 이상의 합성 엘라스토머성 중합체를 포함한다.
유리하게는, 상기 고무 재료에 적어도 하나의 촉진제 및/또는 충전제가 첨가되는 것을 특징으로 한다.
유리하게는, 상기 전방 벽은 고무 재료로 이루어지며, 상기 고무 재료는 부틸 고무, 클로로부틸 고무, 브로모부틸 고무, 이소부틸렌 및 파라-메틸스티렌 고무 공중합체, 이소프렌 고무, SBR(스티렌 부타디엔 고무), NBR(니트릴 부타디엔 고무), EPDM(에틸렌 프로필렌 다이엔 삼원중합체)를 포함하는 하나 이상의 합성 엘라스토머성 중합체를 포함한다.
유리하게는, 상기 고무 재료에 적어도 하나의 촉진제 및/또는 충전제가 첨가되는 것을 특징으로 한다.
유리하게는, 상기 원통형 몸체의 상기 적어도 하나의 촉진제 및/또는 충전제는 상기 전방 벽의 상기 적어도 하나의 촉진제 및/또는 충전제와, 정량 및/또는 조성이 상이하다.
유리하게는, 상기 원통형 몸체는 보조 밀봉 윤곽부를 포함하고, 상기 전방 벽은 보조 밀봉 윤곽부를 포함한다.
유리하게는, 상기 보조 밀봉 윤곽부는 반경 방향으로 돌출하는 비드(bead)이다.
유리하게는, 상기 변형 윤곽부는 상기 전방 벽의 상기 전방 축방향 외측 표면에 형성된 외연 홈(peripheral groove)의 형상으로 이루어지고, 상기 외연 홈은 유리하게는 V 자형 또는 U 자형인 홈이다.
유리하게는, 상기 원통형 몸체는 중공형이고 내부 공간부를 가지며, 상기 중공형 원통형 몸체는 상기 전방 벽에 의해 폐쇄된 상기 전방 축방향 단부로부터 축방향으로 이격된 개방된 후방 축방향 단부를 갖는다.
유리하게는, 상기 내부 공간부는 주사기의 액추에이터 부재와 협동한다.
유리하게는, 상기 중공형 원통형 몸체는 그 내측 표면에 형성된 나사산을 포함하며, 상기 나사산은 상기 액추에이터 부재의 나사산과 체결되도록 구성된다.
유리하게는, 상기 전방 축방향 외측 표면은 원추형이고 중앙 축방향 선단부를 규정한다.
유리하게는, 상기 변형 윤곽부는, 상기 전방 벽의 상기 전방 축방향 외측 표면이 예각을 가지지 않도록, 둥근 형상을 갖는다.
본 발명의 이러한 특성들 및 이점들 및 다른 특성들 및 이점들은 비규정적인 예로서 주어지고 첨부된 도면을 참조하여 이루어진 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백하게 나타난다.
도 1은 종래 기술의 피스톤-스토퍼의 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 피스톤-스토퍼를 도시하는, 도 1의 도면과 유사한 도면이다.
도 3 및 도 4는, 몰드가 각각 폐쇄 및 개방된 상태에서의, 도 1의 피스톤-스토퍼를 제조하는 종래의 방법의 성형 단계를 도시한 도면들이다.
도 5는 도 1의 피스톤-스토퍼를 제조하는 종래의 방법의 절삭 단계를 도시하는 도면이다.
도 6 내지 도 11은 도 2의 피스톤-스토퍼를 제조하기 위한 본 발명의 방법의 유리한 구현예에서의 성형 및 절삭 단계를 도시한 도면들이다.
도 1은 특히, 본원과 공동-계류중인 특허 출원 WO 2015/052429에 기술된 종래 기술의 피스톤-스토퍼를 도시한다.
엘라스토머, 고무 또는 임의의 다른 적절한 재료로 성형된 피스톤-스토퍼(10)는 바람직하게는 중공형인 원통형 몸체(11)를 포함한다. 중공형 원통형 몸체는 개방된 후방 축방향 단부(12) 및 전방 벽(13)에 의해 폐쇄된 전방 축방향 단부를 포함한다. 이로써, 이 실시예에서는, 대체적으로 원통형인 피스톤-스토퍼(10)는, 블라인드(blind) 구조를 갖는, 즉 한쪽 끝이 개방되고 다른 쪽 끝이 닫힌 구조를 갖는 내측 공간(15)을 갖게 형성된다.
전방 벽(13)은 피스톤-스토퍼(10)가 유체를 수용하기 위한 주사기 몸체(미도시) 내에서 조립될 때 이러한 유체와 접촉하는 표면인 전방 축방향 외측 표면(131)을 규정한다. 전방 축방향 외측 표면(131)에는, 가능한 한 상기 유체와 상기 피스톤-스토퍼의 재료 간의 상호 작용을 제한하기 위해 코팅부(135), 유리하게는 ETFE로 제조된 박막이 제공된다. 코팅부를 도포하는 방법 및 상기 코팅부를 구성하는 재료 양자에 대해서, 적절한 다른 타입의 코팅들이 또한 고려될 수 있다. 전방 축방향 외측 표면(131)은 도 1 실시예에서 볼 수 있는 바와 같이, 축방향 선단부(1310)를 규정하는 원뿔형일 수 있지만, 또한, 이러한 전방 축방향 외측 표면은 평면형이고 피스톤-스토퍼의 중심 축에 대해 실질적으로 수직할 수 있다.
중공형 원통형 몸체(11)의 측부 외측 표면은 적어도 하나의 밀봉 윤곽부(110)를 포함하고, 바람직하게는 대체적으로, 반경 방향으로-돌출된 비드(bead)들의 형상으로 이루어진 복수의 밀봉 윤곽부(sealing profile)(110)를 포함한다. 바람직하게는, 도 1에 도시된 바와 같이, 중공형 원통형 몸체(11)의 외측 표면은 반경 방향으로-돌출하는 비드의 형태로 이루어진 2 개의 밀봉 윤곽부들(110)을 포함한다. 전방 벽(13)은 또한 그 반경 방향-외측 에지 상에 형성된 밀봉 윤곽부(130)를 포함할 수 있다.
상기 전방 벽(13)의 전방 축방향 외측 표면(131)은 피스톤-스토퍼(10)를 주사기 몸체 내에 삽입하는 것을 용이하게 하도록 변형되도록 구성된 변형 윤곽부(deformation profile)(133)를 포함한다. 이러한 변형 윤곽부는 밀봉 윤곽부(130) 반경 방향 내측에서 배치될 수 있으며, 즉 상기 변형 윤곽부는 상기 전방 벽(13)의 반경 방향-외측 에지에 반드시 배치될 필요는 없다. 바람직하게는, 변형 윤곽부(133)는 전방 축방향 외측 표면(131)에 형성된 외연 홈(peripheral groove)의 형상으로 이루어질 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서는, 변형되기 전에, 외연 홈은 실질적으로 U 자 형상이지만, 본 발명은 이로 제한되지 않으며, 피스톤-스토퍼가 삽입되는 동안 전방 벽(13)이 반경 방향으로 변형될 수 있게 하는, 어느 정도 다른 형상, 예를 들면, V 자형, W 자형 또는 임의의 다른 적절한 형상을 가질 수 있다는 것으 명백하다.
바람직하게는, 상기 변형 윤곽부(133)는 둥근 형상을 갖는데, 즉 상기 전방 벽(13)의 전방 축방향 외측 표면(131)에서 예각을 형성하지 않는다. 이는 이러한 예각이 코팅부(135)에서 약한 구역들을 생성하여, 피스톤-스토퍼를 성형하는 동안에는, 찢어지기 쉬운 부분을 생성할 수 있으며, 또한 사용 시에는, 예를 들어, 주사기 내에서 제 위치에 삽입된 상태에서 피스톤-스토퍼를 압축하는 동안에 코팅부(135)가 상기 예각 부분에서 균열되거나 또는 찢어질 수 있으며, 이로써 상기 코팅부가 불연속적이 될 위험이 있기 때문이다.
바람직하게는, 상기 코팅부(135)는 상기 전방 축방향 외측 표면(131)을 걸쳐서 연장될 뿐만 아니라 상기 밀봉 윤곽부(130)의 외부 원통형 표면의 적어도 일부분에 걸쳐서도 또한 연장된다. 이는 피스톤-스토퍼(10)의 상기 밀봉 윤곽부(130)의 코팅된 부분과 상기 주사기 몸체의 내부 간에 제 1 원통형 밀봉 영역의 존재를 보장할 수 있게 한다. 특히, 이러한 구성은 고압이 주사기 내에서 가해지는 동안 밀봉을 향상시킨다. 구체적으로, 주사기 몸체와 피스톤-스토퍼(10)의 코팅된 구역 간의 원통형 접촉 영역은 코팅부(135)에 미세 주름이 존재하지 않게 보장하고, 이로써 피스톤-스토퍼(10)의 코팅부(135)와 주사기 몸체 간에 일정한 접촉 면적을 갖는 밀봉 구역을 가질 수 있게 한다.
특히, 상기 코팅부(135)는 상기 밀봉 윤곽부(130)의 쇼울더(shoulder)(139)에 도달할 때까지 연장된다. 상기 쇼울더(139)는 도 3 내지 도 5를 참조하여 아래에보다 상세히 기술된 바와 같이 도 1의 피스톤-스토퍼를 제조하는 방법에 의해 생성된다.
피스톤-스토퍼(10)를 주사기 몸체에 삽입하는 동안, 변형 윤곽부(133)는 반경 방향으로 변형될 수 있고, 이는 전방 벽(13)의 밀봉 윤곽부(130)가 주사기 몸체 내부로 보다 용이하게 관통할 수 있게 한다.
상기 피스톤-스토퍼(10)를 주사기 몸체에 삽입한 후에, 다양한 밀봉 윤곽부들, 즉 전방 벽(13)의 밀봉 윤곽부(130) 및 중공형 원통형 몸체(11)의 밀봉 윤곽부(110)는 완전 밀봉을 보장하도록, 주사기 몸체의 원통형 벽에 접촉하여 충분하게 압박되면서 약간 이완될 수 있다.
전방 벽(13)의 전방 축방향 외측 표면(131)에서의 변형 윤곽부(133)의 존재는 삽입을 용이하게 한다. 구체적으로, 코팅부(135)의 존재는 재료를 스티프니스를 크게 하여서, 일반적으로 삽입하기가 더 어렵게 만든다. 변형 윤곽부를 제공하면 ETFE 코팅부와 관련된 마찰 증가를 보상할 수 있으므로, 위에서 설명한 것처럼 코팅된 피스톤-스토퍼가 보다 신뢰할만하면서 보다 안전하게 삽입될 수 있다. 또한, 코팅부를 갖는 피스톤의 전방 벽(13)의 전방 축방향 외측 표면(131)에 변형 윤곽부(133)의 존재로 인해서, 특히 작동 중에 피스톤에 작용하는 작동력 및 슬라이딩 힘과 관련하여서, 코팅부가 없는 피스톤의 거동과 동일한 거동을 가질 수 있다.
피스톤-스토퍼(10)의 내부 공간부(15)는 나사산(115)을 포함할 수 있다. 나사산(115)은 연속적이거나 불연속적일 수 있다. 불연속 나사산을 갖는 변형예에서, 복수의 축방향 홈, 유리하게는 4 개의 홈이 상기 나사산(115)을 간섭하도록 제공될 수 있다.
도 3 내지 도 5는 도 3 및 도 4의 바닥부인 제 1 몰드 부분(201), 및 상단 부분인 제 2 몰드 부분(202)을 갖는, 도 1의 피스톤-스토퍼를 제조하기 위한 장치를 도시한다. 제 1 몰드 부분(201)은 중공형 원통형 몸체(11)를 형성하기 위해 사용되고, 이를 위해 코어(200)를 포함한다. 코어(200)는 상기 피스톤-스토퍼(10)의 내부 공간부(15)를 규정하는 축방향 단부 부분(210)을 포함한다. 도 1의 피스톤-스토퍼를 제조하는 이러한 방법에서는, 먼저는 내측 나사산(115) 및 다음으로 밀봉 윤곽부(110)를 형성하도록, 코어(200)의 제 1 몰드 부분(201) 및 축방향 단부 부분(210)이 복수의 후방-드래프트부를 갖는 것이 요구되기 때문에, 이러한 방법은 복잡하다. 이는 성형을 더 어렵게 만든다.
도 5는 피스톤-스토퍼를 절삭하는 단계를 보여준다. 코팅부(135) 때문에, 재료가 팽팽하게 된 상태에서는 절삭이 수행될 수 없으며, 이로써, 성형된 밀봉 윤곽부(110)의 직경보다 약간 큰 절삭 직경을 생성하여, 도 1에서 볼 수 있는 바와 같은, 상기 쇼율더(139)를 생성하게 되는 것을 볼 수 있다. 이로써, 밀봉 윤곽부(130)에 의해 형성된 제 1 밀봉 영역은 절삭 영역에서 형성되고, 그에 따라 매끄럽지 않은 표면 상태를 생성하고, 이로써 피스톤의 침투 및/또는 슬라이딩의 잠재적인 위험이 초래된다. 구체적으로, (절삭의 결과로서) 미세-플루팅(micro-fluting)을 포함하는 절삭 구역을 자신의 제 1 밀봉 구역으로서 갖는 피스톤는 다음을 초래할 수 있다:
· 빈약한 밀봉 성능(상기 미세-플루팅을 통해서 액체의 미세 통로가 형성됨); 및
· 빈약한 슬라이딩 성능; 이는 상기한 표면 상태의 결과로서 초래되며, 또한, 절삭이 코팅부(135)의 스티프니스로 인한 팽팽하게 된 상태에서는 수행될 수 없기 때문에, 절삭 직경이 성형에 의해 형성된 밀봉 윤곽부(110)의 직경보다 크기 때문에 초래됨.
공지된 방식에서, 피스톤-스토퍼(10)는, 특히 피스톤-스토퍼(10)가 주사기 내에 삽입되는 동안, 그의 슬라이딩을 향상시키기 위해, 실리콘 오일로 전체적으로 코팅될 수 있다. 변형예에서, 실리콘 오일을 생략하는 것이 바람직한 경우, 대안적으로 파릴린 코팅(parylene coating)이 마찬가지로 전체 피스톤-스토퍼에 걸쳐 제공될 수 있다. 이러한 구성에서, 피스톤의 전면 상의 ETFE 막은 파릴렌을 유지할 수 있도록 처리될 수 있다.
본 발명에서는, 피스톤-스토퍼는 두 부분을 오버몰딩함으로써 형성된다. 도 2는 이러한 피스톤-스토퍼를 도시하고, 도 6 내지 도 11은 상기 피스톤-스토퍼의 제조 방법을 도시한다.
명료함을 위해, 도 1 및 도 3 내지 도 5에 도시된 종래 기술의 요소들와 유사한, 상기 피스톤-스토퍼의 요소들 및 본 발명의 방법의 요소들에는 동일한 참조 부호에 500이 더해진다.
이로써, 본 발명에서, 피스톤-스토퍼(510)는 전방 벽(513)으로 형성되는 제 1 성형된 부분과, 상기 제 1 성형된 부분 상에 오버몰딩되고 바람직하게는 중공형인 원통형 몸체(511)로 형성되는 제 2 부분을 포함한다. 분리선(700)은 이러한 2-부분 구조를 나타낸다.
원통형 몸체(511)가 중공형일 때, 이 몸체는 개방된 후방 축방향 단부(512) 및 상기 전방 벽(513)에 의해 폐쇄된 전방 축방향 단부를 포함한다. 이로써, 본 실시예는 대체적으로 원통형인 피스톤-스토퍼(510)는 블라인드 구조, 즉 일단이 개방되고 다른 단부는 폐쇄된 구조를 갖는, 내부 공간부(515)를 포함한다. 전방 벽(513)은, 피스톤-스토퍼(510)가 유체를 수용하기 위한 주사기 몸체(미도시) 내에서 조립될 때, 이러한 유체와 접촉하는 표면인 전방 축방향 외측 표면(631)을 규정한다. 전방 축방향 외측 표면(631)은 가능한 한 상기 유체와 상기 피스톤-스토퍼의 재료 간의 상호 작용을 제한하도록 코팅부(635), 유리하게는 ETFE로 제조된 박막을 구비한다. 이러한 코팅부를 도포하는 방법 및 상기 코팅부를 구성하는 재료 모두에 대해서는, 적절한 다른 유형의 코팅들이 또한 고려될 수 있다. 전방 축방향 외측 표면(631)은 도 2의 실시예에서 볼 수 있는 바와 같이 축방향 선단부(1810)를 규정하도록 원추형일 수 있지만, 또한 평면형이면서 피스톤-스토퍼의 중심 축에 대해 실질적으로 수직할 수 있다.
전방 벽(513)은 그 반경 방향-외측 에지 상에 형성된 주 밀봉 윤곽부(630)를 포함한다. 피스톤-스토퍼(510)의 외측 표면은 적어도 하나의 보조 밀봉 윤곽부(610)를 포함하고, 바람직하게는 대체적으로 반경 방향으로 돌출된 비드들의 형태로 이루어진 복수의 보조 밀봉 윤곽부(610)를 포함한다. 바람직하게는, 도 2에 도시된 바와 같이, 피스톤-스토퍼(510)의 외측 표면은 반경 방향으로 돌출하는 비드들의 형태로 이루어진 2 개의 보조 밀봉 윤곽부(610)를 포함한다. 도 2에 도시된 실시예에서, 보조 밀봉 윤곽부들(610) 중 하나는 상기 전방 벽(513) 상에 형성되고 다른 하나는 상기 중공형 원통형 몸체(511) 상에 형성되지만, 변형예에서는, 보조 밀봉 윤곽부들(610, 511) 모두가 상기 중공형 원통형 몸체(511) 상에 형성될 수 있다.
상기 전방 벽(513)의 전방 축방향 외측 표면(631)은 피스톤-스토퍼(510)를 주사기 몸체 내에 삽입하는 것을 용이하게 하도록 변형되게 구성되는 변형 윤곽부(633)를 포함한다. 상기 변형 윤곽부는 상기 주 밀봉 윤곽부(630)의 반경 방향 내측에 배치될 수 있으며, 즉 상기 전방 벽(513)의 반경 방향-외측 에지에 반드시 배치될 필요는 없다. 바람직하게는, 변형 윤곽부(633)는 전방 벽(513)의 전방 축방향 외측 표면(631)에 형성된 외연 홈의 형태로 이루어질 수 있다. 도 2에 도시된 실시예에서, 이 홈은 변형되기 전에, 대체로 U 자형이지만, 본 발명은 이로 제한되지 않고, 피스톤-스토퍼가 삽입되는 동안 전방 벽(513)이 반경 방향으로 변형될 수 있게 하는, 예를 들어, V 자 형상, W 자 형상, 또는 임의의 다른 적절한 형상과 같은, 다른 형상을 가질 수도 있다는 것이 명백하다.
바람직하게는, 상기 변형 윤곽부(633)는 둥근 형상을 갖는데, 즉 상기 전방 벽(513)의 전방 축방향 외측 표면(631)에서 예각을 형성하지 않는다. 이는 이러한 예각이 코팅부(635)에서 약한 구역들을 생성하여, 피스톤-스토퍼를 성형하는 동안에는, 찢어지기 쉬운 부분을 생성할 수 있으며, 또한 사용 시에는, 예를 들어, 주사기 내에서 제 위치에 삽입된 상태에서 피스톤-스토퍼를 압축하는 동안에 코팅부(635)가 상기 예각 부분에서 균열되거나 또는 찢어질 수 있으며, 이로써 상기 코팅부가 불연속적이 될 위험이 있기 때문이다.
바람직하게는, 상기 코팅부(635)는 상기 전방 축방향 외측 표면(631)을 걸쳐서 연장될 뿐만 아니라 상기 밀봉 윤곽부(630)의 외부 원통형 표면의 적어도 일부분에 걸쳐서도 또한 연장된다. 이는 피스톤-스토퍼(510)의 상기 밀봉 윤곽부(630)의 코팅된 부분과 상기 주사기 몸체의 내부 간에 제 1 원통형 밀봉 영역의 존재를 보장할 수 있게 한다. 특히, 이러한 구성은 고압이 주사기 내에서 가해지는 동안 밀봉을 향상시킨다. 구체적으로, 주사기 몸체와 피스톤-스토퍼(510)의 코팅된 구역 간의 원통형 접촉 영역은 코팅부(635)에 미세 주름이 존재하지 않게 보장하고, 이로써 피스톤-스토퍼(510)의 코팅부(635)와 주사기 몸체 간에 일정한 접촉 면적을 갖는 밀봉 구역을 가질 수 있게 한다.
피스톤-스토퍼(510)를 주사기 몸체에 삽입하는 동안, 변형 윤곽부(633)는 반경 방향으로 변형될 수 있고, 이는 전방 벽(513)의 주 밀봉 윤곽부(630)가 주사기 몸체 내부로 보다 용이하게 관통할 수 있게 한다.
상기 피스톤-스토퍼(510)를 주사기 몸체에 삽입한 후에, 다양한 밀봉 윤곽부들, 즉 주 밀봉 윤곽부(630) 및 보조 밀봉 윤곽부들(610)은 완전 밀봉을 보장하도록, 주사기 몸체의 원통형 벽에 접촉하여 충분하게 압박되면서 약간 이완될 수 있다.
전방 벽(513)의 전방 축방향 외측 표면(631)에서의 변형 윤곽부(633)의 존재는 삽입을 용이하게 한다. 구체적으로, 코팅부(635)의 존재는 재료를 스티프니스를 크게 하여서, 일반적으로 삽입하기가 더 어렵게 만든다. 변형 윤곽부를 제공하면 ETFE 코팅부와 관련된 마찰 증가를 보상할 수 있으므로, 위에서 설명한 것처럼 코팅된 피스톤-스토퍼가 보다 신뢰할만하면서 보다 안전하게 삽입될 수 있다. 또한, 코팅부를 갖는 피스톤의 전방 벽(513)의 전방 축방향 외측 표면(631)에 변형 윤곽부(633)의 존재로 인해서, 특히 작동 중에 피스톤에 작용하는 작동력 및 슬라이딩 힘과 관련하여서, 코팅부가 없는 피스톤의 거동과 동일한 거동을 가질 수 있다.
피스톤-스토퍼(510)의 내부 공간부(515)는 나사산(615)을 포함할 수 있다. 나사산(615)은 연속적이거나 불연속적일 수 있다. 불연속 나사산을 갖는 변형예에서, 복수의 축방향 홈, 유리하게는 4 개의 홈이 상기 나사산(615)을 간섭하도록 제공될 수 있다. 변형예에서, 상기 피스톤-스토퍼는 채워져 있을 수 있으며, 따라서 중공형 내부 공간을 포함하지 않을 수 있다.
2 개의 오버몰딩된 부분들로 이루어진 본 발명의 피스톤-스토퍼(510)는 최적화된 각각의 특성을 갖는 2 개의 상이한 재료로 형성된다는 특별한 이점을 나타낸다. 이로써, 기계적 성질(경도, 탄성, 연신율)은 피스톤의 기능적 특성(슬라이딩, 밀봉, 머신 핸들링, 등)을 최적화시키는 것을 가능하게 하며, 재료들의 화학적 특성(추출물의 양, 등)은 (제 1 성형 단계에서) 박막과 접촉하는 전방 벽(513)을 위해서 고순도 재료를 사용할 수 있게 하며, (제 2 성형 단계에서) 최적화된 기능적 특성들을 갖는 다른 재료와 상기 고순도 재료가 결합되는 것을 가능하게 한다.
바람직하게는, 원통형 몸체(511) 및 전방 벽(513)은 모두 고무 재료들, 예를 들어, 부틸 고무(이소부틸렌 및 이소프렌 공중합체), 클로로부틸 고무(부틸 고무와 염소의 반응으로부터 유도된 이소부틸렌 및 이소프렌 공중합체), 브로모부틸 고무(부틸 고무와 브롬 간의 반응으로부터 유도된 이소부틸렌 및 이소프렌 공중합체), 이소부틸렌 및 파라-메틸스티렌 고무 공중합체, 이소프렌 고무(합성 폴리이소프렌), SBR(스티렌 및 부타디엔 공중합체), NBR(아크릴로니트릴 부타디엔 공중합체), EPDM(에틸렌 프로필렌 디엔 삼원중합체)과 같은, 하나 이상의 합성 엘라스포머성 중합체들로 이루어진다. 이들 재료는 다양한 촉진제 및/또는 충전제와 같이 사용되어서, 목표 특성을 얻을 수 있게 한다.
본 발명에서, 상기 원통형 몸체(511) 및 상기 전방 벽(513)은 상이한 재료로 제조된다. 고무 재료들이 서로 상이할 수 있다. 변형예에서, 원통형 몸체(511)는 바람직하게는 상기 전방 벽(513)의 고무 기질과 동일한 고무 기질로 구성될 수 있지만, 원통형 몸체(511)의 고무 기질에는 정량 및/또는 조성이 상이한 하나 이상의 충진제 및/또는 촉진제가 첨가될 수 있다.
도 6 내지 도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에서 도 2의 피스톤-스토퍼의 제조 방법을 도시한다.
도 6은 2 개의 몰드 부분들(301, 302)을 포함하는 제 1 몰드에서 성형되는 전방 벽(513) 및 코팅부(635)를 도시한다. 상기 제 1 몰드는 어떠한 후방-드래프트부를 포함하지 않기 때문에 탈형이 용이하다.
도 7은 특히 펀치 또는 다이(350)에 의해, 절삭되는 상기 몰딩된 전방 벽을 도시한다.
도 8은 중공형 원통형 몸체(511)를 성형 및 절삭하고, 오버몰딩하기 전의 전방 벽(513)을 도시한다.
도 9 및 도 10은 중공형 원통형 몸체(511)가 전방 벽(513)에 오버몰딩된 것을 도시한다. 전방 벽(513)은 제 2 몰드의 제 1 몰드 부분(401)에 배치되고, 상기 중공형 원통형 몸체(511)는 상기 제 2 몰드의 제 1 몰드 부분(402)의 코어(410) 주변에 오버몰딩된다. 상기 코어(410)는 상기 내부 공간부(515)를 규정하고, 이로써 상기 코어는 유리하게는 상기 피스톤-스토퍼(510)의 내부 나사산(615)을 규정하는 외측 나사산을 포함한다. 탈형이 단순화된다: 몰드의 상단 부분을 움직임으로써(예를 들어, 성형된 재료를 변형시킴으로써) 코어가 추출되고, 이어서, 시트가 탈형된다(보조 밀봉 윤곽부(610)를 규정하는 후방-드래프트부들이 코어를 추출함으로써 남겨진 중공으로 인해서, 피스톤-스토퍼를 내측으로 반경 방향으로 변형시킴으로써 탈형될 수 있다). 이로써, 상기 오버몰딩 단계 동안, 도 7에 도시된 절삭 단계에 의해 상기 몰딩된 전방 벽이 절삭된 영역은 상기 제 2 몰드에서 재성형되고, 결과적으로, 이러한 절삭 영역의 직경은 이전에 절삭된 직경보다 작아진다. 상기 성형된 전방 벽을 제 2 몰드 내에 배치시킴으로써, 전술한 바와 같은 종래 기술의 단점을 피할 수 있다.
도 11은 최종 절삭 단계를 보여준다. 이때, 피스톤-스토퍼가 전방 축방향 외측 표면(631) 상에 코팅부(635)을 포함하지 않기 때문에, 개방된 후방 축방향 단부(512)에서, 통상적인 방식으로 피스톤-스토퍼의 후방에 대해서 절삭이 수행될 수 있다. 이로써, 절삭하는 동안 팽팽하게 된 재료를 가질 수 있게 되며, 이로써 보조 밀봉 윤곽부(610)에 대한 절삭 영역의 반경 방향 수축을 생성한다. 이 절삭 단계는 통상적으로 펀치 또는 다이(450)에 의해 수행된다.
공지된 방식으로, 피스톤-스토퍼(510)는, 특히 피스톤-스토퍼(510)가 주사기 내에 삽입되는 동안, 그의 슬라이딩을 향상시키기 위해, 실리콘 오일로 전체적으로 코팅될 수 있다. 변형예에서, 실리콘 오일을 생략하는 것이 바람직한 경우, 대안적으로 파릴린 코팅이 마찬가지로 전체 피스톤-스토퍼에 걸쳐 제공될 수 있다. 이러한 구성에서, 피스톤의 전면 상의 ETFE 막은 파릴렌을 유지할 수 있도록 처리될 수 있다.
본 발명은 특정 실시예들을 참조하여 위에서 설명되었지만, 당연히 본 발명은 이러한 실시예들에 의해 제한되지 않으며, 이보다는, 임의의 유용한 수정사항들이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 당업자에 의해 상기 실시예들에 대해서 적용될 수 있으며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구항에 의해 규정된다.

Claims (14)

  1. 전방 벽(513)에 의해 폐쇄되는 전방 축방향 단부를 갖는 원통형 몸체(511)를 구비하는 주사기용 피스톤-스토퍼(510)로서, 적어도 하나의 보조 밀봉 윤곽부(610)를 갖는 외측 표면을 포함하며, 상기 전방 벽(513)은 코팅부(635)가 제공된 전방 축방향 외측 표면(631)을 포함하고, 상기 코팅부(653)는, 유리하게는 에틸렌 테트라플루오르에틸렌으로 이루어진 박막이며, 상기 전방 벽(513)은 반경 방향-외측 에지 상에 주 밀봉 윤곽부(630)를 포함하는, 주사기용 피스톤-스토퍼(510)에 있어서,
    상기 전방 벽(513)과 상기 원통형 몸체(511)는 상이한 재료로 이루어지고,
    상기 원통형 몸체(511)는 중공형으로 상기 전방 벽(513) 상에 오버몰딩되며(overmolded),
    상기 전방 벽(513)의 전방 축방향 외측 표면(631)은 상기 주 밀봉 윤곽부(630)의 반경 방향 내측에 배치된 변형 윤곽부(deformation profile)(633)를 포함하고,
    상기 변형 윤곽부(633)는, 상기 피스톤-스토퍼(510)가 주사기 몸체 내에 삽입되고 및/또는 주사기 몸체 내에서 슬라이딩하는 것을 용이하게 하도록, 반경 방향으로 변형되도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 주사기용 피스톤-스토퍼.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 원통형 몸체(511)는, 예컨대 부틸 고무, 클로로부틸 고무, 브로모부틸 고무, 이소부틸렌 및 파라-메틸스티렌 고무 공중합체, 이소프렌 고무, SBR, NBR, EPDM와 같은 하나 이상의 합성 엘라스토머 중합체를 포함하는 고무 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는, 주사기용 피스톤-스토퍼.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 고무 재료에 적어도 하나의 촉진제 및/또는 충전제가 첨가되는 것을 특징으로 하는, 주사기용 피스톤-스토퍼.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전방 벽(513)은, 예컨대 부틸 고무, 클로로부틸 고무, 브로모부틸 고무, 이소부틸렌 및 파라-메틸스티렌 고무 공중합체, 이소프렌 고무, SBR, NBR, EPDM와 같은 하나 이상의 합성 엘라스토머 중합체를 포함하는 고무 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는, 주사기용 피스톤-스토퍼.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 고무 재료에 적어도 하나의 촉진제 및/또는 충전제가 첨가되는 것을 특징으로 하는, 주사기용 피스톤-스토퍼.
  6. 제 3 항 및 제 5 항에 있어서,
    상기 원통형 몸체(511)의 상기 적어도 하나의 촉진제 및/또는 충전제는, 상기 전방 벽(513)의 상기 적어도 하나의 촉진제 및/또는 충전제와, 정량 및/또는 조성이 상이한 것을 특징으로 하는, 주사기용 피스톤-스토퍼.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 원통형 몸체(511)는 보조 밀봉 윤곽부(610)를 포함하고,
    상기 전방 벽(513)은 보조 밀봉 윤곽부(610)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 주사기용 피스톤-스토퍼.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 보조 밀봉 윤곽부(610)는 반경 방향으로 돌출된 비드(bead)인 것을 특징으로 하는, 주사기용 피스톤-스토퍼.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 변형 윤곽부(633)는 상기 전방 벽(513)의 전방 축방향 외측 표면(631)에 형성된 외연 홈(peripheral groove)의 형상으로 이루어지고,
    상기 외연 홈은 유리하게는 V 자형 또는 U 자형인 것을 특징으로 하는, 주사기용 피스톤-스토퍼.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 원통형 몸체(511)는 중공형이고 내부 공간부(515)를 가지며,
    중공형의 상기 원통형 몸체(511)는 전방 벽(513)에 의해 폐쇄된 전방 축방향 단부로부터 축방향으로 이격된 개방된 후방 축방향 단부(512)를 갖는 것을 특징으로 하는, 주사기용 피스톤-스토퍼.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 내부 공간부(515)는 주사기의 액추에이터 부재와 협동하는 것을 특징으로 하는, 주사기용 피스톤-스토퍼.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 중공형 원통형 몸체(511)는 내측 표면에 형성된 나사산(615)을 포함하고, 상기 나사산(615)은 액추에이터 부재의 나사산에 맞물리도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 주사기용 피스톤-스토퍼.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전방 축방향 외측 표면(631)은 원추형이고 중앙 축방향 선단부(1810)를 형성하는 것을 특징으로 하는, 주사기용 피스톤-스토퍼.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 변형 윤곽부(633)는, 상기 전방 벽(513)의 전방 축방향 외측 표면(631)이 예각을 가지지 않도록, 둥근 형상을 갖는 것을 특징으로 하는, 피스톤-스토퍼.
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