JP2015226578A

JP2015226578A - シリンジ

Info

Publication number: JP2015226578A
Application number: JP2014112577A
Authority: JP
Inventors: 森川　秀行; Hideyuki Morikawa; 秀行森川
Original assignee: Uniflows Co Ltd
Current assignee: Uniflows Co Ltd
Priority date: 2014-05-30
Filing date: 2014-05-30
Publication date: 2015-12-17

Abstract

【課題】注入速度が安定するまでの時間が短く、注入速度の変化による流量のうねりを減少できるシリンジを提供する。【解決手段】液体を内部に収容する外筒２と、前記外筒の内部にて軸方向に摺動自在に嵌合され、前記外筒内に液体を吸引し又は吐出するピストン３と、前記外筒の内部で軸方向に移動可能とされ、一端には前記ピストン３の基端当接部３１に当接して力を伝達する力伝達部４１を有すると共に前記ピストン３と一体的に移動するように構成されたプランジャー４と、前記外筒２の内周面とピストン３との間を気密かつ液密に保つガスケット５と、を備えるようにしたものである。【選択図】図１

Description

本発明は、注入速度が安定するまでの時間が短く、注入速度の変化による流量のうねりを減少できるシリンジに関する。

従来のシリンジは、外筒内に摺動自在に嵌合されたプランジャーにガスケットが取り付けられている。このガスケットは、気密性かつ液密性を保つために、外筒内面に強く押し付けられている。このようなシリンジでは、プランジャーを動かし外筒内の液体を吐出する際に、プランジャーの移動方向軸とガスケットの移動方向軸が完全に一致しないことがあり、外筒の外径方向への力が作用してガスケットが変形して気密性、液密性を低下させるおそれがある。これを解消するため、プランジャーを動かす際に、外径方向の力が直接ガスケットに伝達されてガスケットを変形させることがないように、ガスケットとプランジャーとを遊びを持たせて取り付けている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−１９２６３４号公報（特に、段落００２３）

しかし、特許文献１に記載のシリンジにおいては、ガスケットとプランジャーとの間に空気層ができ、液体の圧力変化による空気層の容積変化で、注入速度が安定するまでの時間が長くなる。また、特にこのシリンジを用いたシリンジポンプにおいて、液体を微量吐出する際に、注入速度が安定するまでの注入速度の変化によって、流量のうねりが生じて送液安定性を低下させる。

そこで、このような問題点に対処し、本発明が解決しようとする課題は、注入速度が安定するまでの時間が短く、注入速度の変化による流量のうねりを減少できるシリンジを提供することにある。

前記課題を解決するために、本発明によるシリンジは、流体を内部に収容する外筒と、前記外筒の内部にて軸方向に摺動自在に嵌合され、前記外筒内に液体を吸引し又は吐出するピストンと、前記外筒の内部で軸方向に移動可能とされ、一端には前記ピストンの基端当接部に当接して力を伝達する力伝達部を有すると共に前記ピストンと一体的に移動するように構成されたプランジャーと、前記外筒の内周面とピストンとの間を気密かつ液密に保つガスケットと、を備えるものである。

本発明によるシリンジによれば、流体を内部に収容する外筒の内部にて軸方向に摺動自在に嵌合されたピストンで前記外筒内に液体を吸引し又は吐出し、前記外筒の内部で軸方向に移動可能とされたプランジャーによってその一端に設けられた力伝達部を前記ピストンの基端当接部に当接させて力を伝達し該プランジャーを前記ピストンと一体的に移動させ、前記外筒の内周面とピストンとの間に介在するガスケットで前記外筒とピストンとの間を気密かつ液密に保つことにより、注入速度が安定するまでの時間を短くし、注入速度の変化による流量のうねりを減少できる。例えば、このシリンジが用いられたシリンジポンプで液体を長時間にわたって微量注入する場合においても、送液の開始から注入が安定するまでの時間が短縮できると共に、注入速度の変化による流量のうねりを減少させて送液安定性を向上させることができる。

本発明によるシリンジの実施形態を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。また、説明の都合上、図１の右側を「先端」、左側を「基端」という。
図１は、本発明によるシリンジ１の実施形態を示す図である。このシリンジ１は、薬液等の液体を吐出及び吸引するもので、外筒２と、ピストン３と、プランジャー４と、ガスケット５と、連結部材６とを備えて成る。また、図１において、符号７はシリンジ１の中心を通る軸を示す。

前記外筒２は、液体を内部に収容するものであり、剛性材料で有底筒状に形成される。ここで、外筒２を構成する剛性材料としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリー（４−メチルペンテン‐１）のような各種樹脂が挙げられる。また、その剛性材料は、内部の視認性を確保するために、透明又は内部が確認できる程度の透明性が確保されるものであることが好ましい。

外筒２の一端には、外筒２の胴部に対して縮径した縮径部２１が設けられる。この縮径部２１は、例えば、シリンジ針や延長チューブ等を接続するポートとして用いられる。

前記外筒２の内部には、ピストン３が嵌合される。このピストン３は、外筒２内に液体を吸引し又は吐出するもので、外筒２の内部にて軸方向（図１における軸７に沿った方向）に摺動自在に嵌合される。また、ピストン３は、剛性材料で形成され、その基端に後述のプランジャー４と当接するように突出した基端当接部３１を有する。そして、ピストン３の外周部から基端側に延びた延伸部３３には、後述のガスケット５を取り付ける溝と、後述の連結部材６を取り付ける溝とが形成される。この延伸部３３は、外筒２の内周面に沿って軸方向に延びており、ピストン３を外筒２内で外筒２と並行に移動するように案内する。ここで、ピストン３を構成する剛性材料としては前記外筒２同様の各種樹脂が挙げられる。

前記外筒２の内部にて前記ピストン３の基端側には、プランジャー４が挿入される。このプランジャー４は、前記ピストン３を押し引きするもので、外筒２の内部で軸方向に移動可能とされ、一端（先端側）にはピストン３の基端当接部３１に当接して力を伝達する力伝達部４１を有すると共にピストン３と一体的に移動するように構成される。また、前記力伝達部４１は、胴部より小さい径とされ、その基端部には縮径された段部４３が形成され、その段部４３に隣接する部位には外径方向に突出した係合部４２が設けられる。この係合部４２は、後述の連結部６を介してピストン３に力を伝達する。ここで、プランジャー４は、剛性材料で形成され、外筒２及びピストン３と同様に各種樹脂等で形成される。

前記外筒２の内周面とピストン３との間には、ガスケット５が介在される。このガスケット５は、外筒２の内周面とピストン３との間を気密かつ液密に保つものであり、弾性材料で環状に形成される。ガスケット５は、ピストン３の外周部に形成された溝に嵌めて取り付けられる。ガスケット５を構成する弾性材料としては、例えば、天然ゴム、ブチルゴム、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、シリコーンゴムのようなゴム材料や、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、オレフィン系、スチレン系等の各種熱可塑性エストラマー、あるいはそれらの混合物等が挙げられる。

前記ピストン３とプランジャー４との間には、連結部材６が設けられる。この連結部材６は、ピストン３とプランジャー４とを一体的に移動するように連結するものであり、環状に形成された部材の先端部にて内側に突出した突条６１でピストン３の延伸部３３の後端部の溝と係合し、その部材の基端部にて内側に突出した係合片６２でプランジャー４の係合部４２と係合する。この係合片６２は、ピストン３が軸方向に後退（図１において軸７の左側に移動）して液体を吸引する際に、プランジャー４からの力をピストン３に伝達する。また、連結部材６は、ピストン３を外筒２内で外筒２と並行に移動するように案内する。ここで、連結部材６は、弾性材料で形成され、ガスケット５と同様に各種ゴム材料、各種熱可塑性エストラマー、あるいはそれらの混合物等で形成される。

図１に示した実施形態においては、ピストン３の基端当接部３１におけるプランジャー４の力伝達部４１との当接面３２が凸球面として形成され、プランジャー４の力伝達部４１におけるピストン３の基端当接部３１との当接面４４が凹球面として形成される。このような構成によれば、プランジャー４が押されて軸方向に進行（図１において軸７の右側に移動）する際に、プランジャー４の力伝達部４１がピストン３の中心を押す。このため、外筒１と並行にピストン３を移動させることが可能であり、ガスケット５に外筒１の外径方向の力がほぼ作用せずに、高い気密、液密性を確保できる。

本発明に係るシリンジは、図１に示された構成に限られず、ピストン３の基端当接部３１における力伝達部４１との当接面３２、又は、プランジャー４の力伝達部４１におけるピストン３の基端当接部３１との当接面４４のどちらか一方が凸球面として形成され、他方が凹球面又は平面として形成されてもよい。

このようなシリンジ１の構成によれば、ピストン３の延伸部３３及び連結部６がピストン３を外筒２内で外筒２と並行に移動するように案内するので、プランジャー４からピストン３に力が伝達される際にガスケット５に外筒１の外径方向への力が伝達されにくい。これにより、ガスケット５が外径方向への力で外径方向に変形することによる気密性、液密性の低下を防止できると共に、従来のシリンジのようにプランジャーとガスケットとの間に遊び又は空気層を設けた上で取り付ける必要がない。したがって、シリンジ１に収容された液体を吐出する際に液体の容積変化による力の影響で空気層が変化して送液開始から注入が安定するまでの時間が長くなることを防止でき、注入速度の変化による流量のうねりを減少させて送液安定性を向上させることができる。

また、本発明においては、特許文献１に示されるような従来のプランジャーを、ピストン３とプランジャー４の２つに分けて構成している。また、従来のシリンジにおいて、ガスケットはプランジャーの先端部に取り付けられていたが、本発明ではガスケット５がピストン４に設けられた溝と外筒２の内周面との間に取り付けられる。このような構成とすることにより、気密性、液密性を保ちつつもガスケット５の体積を従来のガスケットより小さくすることができる。

本発明に係るシリンジでは薬液等の液体と接触するピストン３及びガスケット５において、ピストン３は剛性材料で形成される。このため、液体と接触する、弾性材料で構成された部位の面積が小さい。これに対し、従来のガスケットではシリンジ内部に収納された液体との接触面積が大きく弾性材料からの溶出物による危険性があった。しかし、本発明に係るシリンジにおいては、従来のシリンジと比較して液体と接触する面積が小さく、従来のシリンジよりガスケットからの溶出物による危険性を低下させることができる。

次に、このように構成されたシリンジ１の動作について説明する。
シリンジ１内に液体を吸入するには、プランジャー４を外筒２に対して基端側に移動させる（引く）。すると、プランジャー４の係合部４２が連結部材６の係合片６２と当接して該係合片６２を基端側に移動させる力を伝達する。このとき、連結部材６の突条６１と係合するピストン３の延伸部３３にも基端側に移動させる力が伝達される。これにより、ピストン３と連結部材６とが外筒２に対して基端側に移動する。そして、ピストン３の移動により、液体がシリンジ１の内部に吸引される。

また、シリンジ１内の液体を吐出するには、プランジャー４を外筒２に対して先端側に移動させる（押す）。すると、プランジャー４の力伝達部４１がピストン３の基端当接部３１に当接して該基端当接部３１を先端側に移動させる力を伝達し、ピストン３が外筒２に対して先端側に移動する。これにより、シリンジ１の内部の液体が吐出される。

液体の吐出時において、例えばシリンジがシリンジポンプに接続されて長時間にわたって微量吐出する等の場合、プランジャーとピストンとの間に遊びを設け空気層が形成された従来のシリンジと比較すると、本発明に係るシリンジ１は液体の圧力容積変化による空気層の容積変化を起因とする注入安定時間の遅れが発生せず、注入速度が安定するまでの時間を短くすることができる。また、これにより送液安定性を向上させることができる。

なお、本発明に係るシリンジは、プレフィルドシリンジとして使用することもできるし、薬液等の液体の吸引及び吐出に使用することもできる。そして、このシリンジ単独で用いられることも、シリンジポンプ等の装置に接続して用いられることもできる。

本明細書に記載の実施形態において、前記ガスケット５と連結部材６とは別体に形成されているが、これに限られず、ガスケット５と連結部材６とが一体に形成されてもよい。

１…シリンジ
２…外筒
３…ピストン
４…プランジャー
５…ガスケット
６…連結部材
３１…基端当接部
３２…基端当接部の当接面
４１…力伝達部
４４…力伝達部の当接面

Claims

流体を内部に収容する外筒と、
前記外筒の内部にて軸方向に摺動自在に嵌合され、前記外筒内に液体を吸引し又は吐出するピストンと、
前記外筒の内部で軸方向に移動可能とされ、一端には前記ピストンの基端当接部に当接して力を伝達する力伝達部を有すると共に前記ピストンと一体的に移動するように構成されたプランジャーと、
前記外筒の内周面とピストンとの間を気密かつ液密に保つガスケットと、
を備えることを特徴とするシリンジ。
前記ピストンの基端当接部と前記プランジャーの力伝達部との当接面のどちらか一方を凸球面として形成し、他方を凹球面又は平面として形成することを特徴とする請求項１に記載のシリンジ。
前記ピストンとプランジャーとを一体的に移動するように連結する連結部材を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のシリンジ。