JP2021003351A - 流体注入カートリッジ及び流体注入装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な処理により適切に対象に流体を注入することができる流体注入カートリッジ及び流体注入装置を提供する。【解決手段】流体注入カートリッジ１０は、流体１３を保持すると共に流体を保持した状態の形状から流体を対象１４に注入した状態の形状まで伸縮する保持容器１１と、保持容器１１内に設けられ流体流入口１２Ｂから流体を取り入れ、取り入れた流体を対象に注入する注入針１２と、使用前においては注入針の流体流入口と保持容器内の流体が充填されるエリアとの間を閉成し、使用開始後に注入針の流体流入口と保持容器内の流体が充填されるエリアとの間を開放し、保持容器内の流体を注入針内部へ流入させる開閉弁と、注入針の後端側に存在する保持容器の針押部を押圧することにより、注入針が保持容器から対象側へ所定寸法突出したときに開閉弁を閉成状態から開放状態とする開閉弁制御機構と、を具備する。【選択図】図１

Description

この発明は、流体注入カートリッジ及び流体注入装置に関するものである。

特許文献１には、安全で高信頼性の薬液注射を可能とする医療用投与器具が開示されている。この医療用投与器具は、例えば、投与時に、注射ボタンを押す力が皮膚に刺した注射針を更に深く刺す方向に働くのを防ぎ、更に注射針がぐらつかず安定した状態で投与することを可能とする。具体的には、注射針が皮膚に刺さる方向に対して、注射針と平行でない角度から注射ボタンを押す構造として、注射ボタンを押す力が当初注射針を皮膚に刺したときより更に深く皮膚に刺さるように伝わることを防止することで、安定した状態で投与できるようにするというものである。

特許文献２には、成長ホルモン、インシュリン等の薬液を投与するのに使用される医療用投与器具として有用である医療用自動投与器具が開示されている。この医療用自動投与器具は、投与器具本体の外装の一部を投与すべき部位に当接させた後に、本体内に収納された注射針を本体から突出させる動作を自動的に行うことにより投与すべき部位への刺針を行い、また、投与すべき部位に刺針された状態の注射針を投与器具本体内に収納する動作を自動的に行うことにより、投与部位からの抜針を行うようにした構成を備えている。これにより、刺針時と針抜き時に患者の感じる痛みを低減し、薬液抽出時も一定の速度で投与が可能で、二液性または溶解混合型の薬液を使用した場合でも、容易に、しかも確実に混合することができる、というものである。

特許文献３には、一般に血液または間質液などの１つ以上の物質をたとえば、皮膚および／または皮下などの対象に送達し、および／またはこれらの物質をたとえば、皮膚および／または皮下などの対象から採取するためのシステムおよび方法に関する発明が開示されている。具体的には、一般に流体輸送器（たとえば、１つ以上のマイクロニードル）と血液を受ける前において大気圧よりも低い内圧を有する貯蔵チャンバとを含有するデバイスを使用して、上記の如き皮膚および／または皮下などの対象から血液を採取または抽出するためのデバイスおよび方法である。一部の場合においては、このデバイスは内蔵型とすることができ、特定の例的に、このデバイスは皮膚に適用されて、上記の如き対象から血液を採取するように作動されることができるというものである。

特許文献４には、注入器を用いたインクカートリッジへのインク注入を行うときに、注入針が斜めに刺さってインク袋を破損したり、繰り返しの注入でシール部材のシール性が低下するのを防止するインク注入治具が開示されている。このインク注入治具は、インクカートリッジに対して、シリンダ内にスライドピストンを摺動自在に嵌め合わせ、シリンダの先端部に注射針を有する注入器を用いたものである。具体的には、インクカートリッジのインク供給口部からインクを充填するときに使用されるものである。そして、治具本体にはインクカートリッジのインク供給口部の周囲部に係合する係合穴を有すると共に、注入器を、注入針の軸とインク供給口部の軸とを平行にして、係合穴に係合されたインクカートリッジに対して案内する案内穴とを有するものである。

特許文献５には、一度空気を注入するのみでパンクの発生が殆どないタイヤチューブが開示されている。このタイヤチューブは、熱可塑性エラストマーとプロセスオイルと粘着付与樹脂とを含む複合弾性樹脂により形成されている。タイヤチューブの作成は、タイヤのリムのバルブ孔からタイヤチューブに空気注入針を直接に突き刺して空気を注入して、上記空気注入針を抜き去る。抜き去った後にタイヤチューブに形成される抜孔は、上記複合弾性樹脂の弾性と粘性による自己修復力により閉塞されるようにする。

国際公開第０３／０５７２８６号公報 国際公開第０４／００４８０９号公報 特表２０１３−５１７０６２号公報 特開２００８−３０２６７１号公報 特開２００７−１６８６８３号公報

本発明の目的は、簡単な処理により適切に対象に流体を注入することができる流体注入カートリッジ及び流体注入装置を提供することである。

実施形態に係る流体注入カートリッジは、流体を保持すると共に前記流体を保持した第一の形状から前記流体を対象に注入した第二の形状まで伸縮する保持容器と、前記保持容器内に設けられ流体流入口から前記流体を取り入れ、前記取り入れた流体を対象に注入する注入針と、使用前においては前記注入針の流体流入口と前記保持容器内の前記流体が充填されるエリアとの間を閉成し、使用開始後に前記注入針の流体流入口と前記保持容器内の前記流体が充填されるエリアとの間を開放し、前記保持容器内の前記流体を前記注入針内部へ流入させる開閉弁と、前記注入針の後端側に存在する前記保持容器の針押部を押圧することにより、前記注入針が前記保持容器から前記対象側へ所定寸法突出したときに前記開閉弁を閉成状態から開放状態とする開閉弁制御機構と、を具備することを特徴とする。

本発明の第１の実施形態に係る流体注入カートリッジの構成図であって、使用前のものを示す図。 本発明の第１の実施形態に係る流体注入カートリッジの構成図であって、使用後のものを示す図。 本発明の第１の実施形態に係る流体注入カートリッジにおける開閉弁及び開閉弁制御機構に関する第１の実施形態の拡大構成図であって、使用前のものを示す図。 本発明の第１の実施形態に係る流体注入カートリッジにおける開閉弁及び開閉弁制御機構に関する第１の実施形態の拡大構成図であって、使用開始後のものを示す図。 本発明の第１の実施形態に係る流体注入カートリッジにおける開閉弁及び開閉弁制御機構に関する第２の実施形態の拡大構成図であって、使用開始前のものを示す図。 本発明の第１の実施形態に係る流体注入カートリッジにおける開閉弁及び開閉弁制御機構に関する第２の実施形態の拡大構成図であって、使用開始後のものを示す図。 本発明の第１の実施形態に係る流体注入カートリッジにおける開閉弁及び開閉弁制御機構に関する第３の実施形態の拡大構成図であって、使用開始前のものを示す図。 本発明の第１の実施形態に係る流体注入カートリッジにおける開閉弁及び開閉弁制御機構に関する第３の実施形態の要部拡大斜視図。 本発明の第１の実施形態に係る流体注入カートリッジにおける開閉弁及び開閉弁制御機構に関する第３の実施形態の拡大構成図であって、使用開始後のものを示す図。 本発明の第１の実施形態に係る流体注入カートリッジの応用例を示す図。 本発明の第１の実施形態に係る流体注入カートリッジの第１の応用例を示す図。 本発明の第１の実施形態に係る流体注入カートリッジの第２の応用例を示す図。 本発明の第１の実施形態に係る流体注入カートリッジの第３の応用例を示す図。 本発明の第１の実施形態に係る流体注入カートリッジの第４の応用例を示す図。 本発明の第１の実施形態に係る流体注入カートリッジをタイヤのパンク修理器具として機能させる実施形態の構成図であって、使用前の状態を示す図。 本発明の第１の実施形態に係る流体注入カートリッジをタイヤのパンク修理器具として機能させる実施形態の構成図であって、使用開始後の状態を示す図。 本発明の第１の実施形態に係る流体注入カートリッジをタイヤのパンク修理器具として機能させる別の実施形態の構成図であって、使用開始後の状態を示す図。 本発明の第１の実施形態に係る流体注入カートリッジをインク等を供給する器具として機能させる実施形態の構成図であって、使用開始前の状態を示す図。 本発明の第１の実施形態に係る流体注入カートリッジをインク等を供給する器具として機能させる実施形態の構成図であって、使用開始後の状態を示す図。 本発明の第１の実施形態に係る流体注入カートリッジをインク等を供給する器具として機能させる実施形態の要部構成図であって、使用開始後の状態を示す図。 本発明の第１の実施形態に係る流体注入カートリッジを用いて構成した流体注入装置の実施形態の構成図であって、使用開始前の状態を示す図。 本発明の第１の実施形態に係る流体注入カートリッジを用いて構成した流体注入装置の実施形態の構成図であって、使用開始後の状態を示す図。

以下添付図面を参照して、本発明に係る流体注入カートリッジ及び流体注入装置の実施形態を説明する。各図において同一の構成要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。図１には、第１の実施形態に係る流体注入カートリッジ１０が示されている。この流体注入カートリッジ１０は、保持容器１１と、注入針１２とを備える。保持容器１１は、流体１３を保持する。保持容器１１は、上記流体１３を保持した第一の形状（図１）から、上記流体１３を対象１４に注入した第２の形状（図２）まで収縮する。また、図２の形状となった後には、放置することにより図１に示す第一の形状に復旧する。

また、保持容器１１は、上記の伸縮特性を備える合成樹脂や流体が漏れないように加工した紙などによって構成することができる。流体１３は、この流体注入カートリッジ１０が注射器として機能するときには薬液とすることができ、この流体注入カートリッジ１０がタイヤのパンク修理器具として機能するときには空気やその他の気体とすることができ、この流体注入カートリッジ１０がインク等の貯液部（インクカートリッジを含む）にインク等を供給する器具として機能するときにはインク等の液体とすることができる。従って、保持容器１１の容積は上記の各種器具の用途に応じて必要な大きさとすることができる。

注入針１２は、上記保持容器１１内に設けられている。注入針１２は、流体流入口１２Ｂから上記流体１３を取り入れ、先端が上記保持容器１１から上記対象１４側へ所定寸法突出した後に上記取り入れた流体１３を対象１４に注入するものである。ここに、対象１４は、この流体注入カートリッジ１０が人への注射器として機能するときには人の皮膚とその下方の組織とすることができ、この流体注入カートリッジ１０がタイヤのパンク修理器具として機能するときにはチューブやタイヤとすることができ、この流体注入カートリッジがインク等の貯液部にインク等を供給する器具として機能するときにはインク等の貯液部とすることができる。所定寸法とは、対象１４に応じて異なるものであり、実施形態に係る流体注入カートリッジを注射器として用いる場合には対象１４としての生体のどの部分に注射するかにより、例えば数ミリ程度となるであろう。また、タイヤのパンク修理器具として用いるときの対象であるチューブやタイヤの厚みから数ミリ乃至数センチとなるであろう。更に、インク等を供給する器具として用いるときにはインク等の貯液部までの距離によるが、1センチ程度となるであろう。

本実施形態では、上記注入針１２を支持すると共に上記保持容器１１の伸縮に応じて伸縮する注入針ガイド１５を備えている。この注入針ガイド１５は、上記注入針１２の後端側に存在する上記保持容器１１の付近から、上記注入針１２が上記保持容器１１より外部へ突出する位置までの間に設けられている。この注入針ガイド１５は、必ずしも必須な構成ではない。また、この注入針ガイド１５は、保持容器１１の壁（図では底）に対して概ね直角に設けられているが、保持容器１１の壁（図では底）に対して傾斜して設けられていて良いことは勿論である。

上記保持容器１１は筒状であり、上記注入針１２が突出する側と反対側に蓋体１６が貼着固定されており、内部の流体１３が閉じ込められている。蓋体１６は、紙やプラスティック等の樹脂により構成することができる。上記注入針１２は、保持容器１１の中央線（筒形状である筒の軸）に設けられており、注入針１２は中空の筒であって、その先端部１２Ａの逆側である頭部は流体流入口１２Ｂとなっている。注入針１２には、上記流体流入口１２Ｂ以外に、例えば注入針１２の側壁にも、流体流入口１２Ｂが設けられていても良い。

蓋体１６の中央部は、針押部１７となっており、何本の指か手のひらで針押部１７へ保持容器１１の内部方向に力を加えることにより注入針１２が押されて注入針ガイド１５内を移動する。

更に、第１の実施形態に係る流体注入カートリッジは、当初から保持容器１１内に保持されている流体（例えば薬液等）１３が注入針１２内に流入し注入針１２内を通過して先端から排出されて注入針ガイド１５を破壊するなどの不具合発生を防止するために、開閉弁２０を具備している。この開閉弁２０は、使用前においては前記注入針の流体流入口と前記保持容器内の流体との間を閉成し、使用開始後に前記注入針の流体流入口と前記保持容器内の流体との間を開放するためのものである。具体的には、例えば図３に示すように、針押部１７から注入針ガイド１５へ向けて筒状体２１が延びており、注入針１２の流体流入口１２Ｂが存在するエリアＴと保持容器１１内のその他のエリアＳとを隔絶している。なお、第１の実施形態に係る流体注入カートリッジを人体へ薬液を注射する場合に用いる場合には、エリアＳとエリアＴとは、流体１３で満たされている。これは、生体組織の一部である血管に空気が流れ込むことを防止するためである。

筒状体２１は、針押部１７に接合している蓋側部２２と、注入針ガイド１５或いは注入針１２の頭部に接合している針側部２３とにより構成されており、蓋側部２２と針側部２３とは、傾斜面により構成される破断ライン２４により容易に切り離され易い状態で結合している。本実施形態に係る流体注入カートリッジでは、上記注入針１２の後端側に存在する上記保持容器１１の針押部１７を押圧することにより、上記注入針１２が上記保持容器１１から上記対象１４側へ所定寸法突出したときに上記開閉弁２０を閉成状態から開放状態とする開閉弁制御機構が備えられている。本実施形態では、針押部１７によって開閉弁制御機構が構成されている。

流体注入カートリッジの操作者が針押部１７を押圧すると、針押部１７が撓んで蓋体１６の中央部が下に凸の状態となり、注入針１２の流体流入口１２Ｂに接して注入針１２を押し下げる。蓋側部２２が蓋体１６により力を受け図３の状態から破断ライン２４が切り裂かれることによって蓋側部２２と針側部２３とが分離し、図４の状態となる。このとき注入針１２の先端部１２Ａは保持容器１１から上記対象１４側へ所定寸法突出した状態にある。このときを示す図４の状態では、蓋側部２２の先端部が外側（図の横方向）へ折れ曲がって横方向を向いた状態となっており、針側部２３は蓋側部２２を支えるように、その先端部が内側（図の横方向であり、中心側へ）へ折れ曲がった状態となっている。このとき、針側部２３と蓋側部２２とは図４に示されているように離間しているため、その接触していての僅かであっても間隙は存在するから、この間隙を介して流体１３が流体流入口１２Ｂから注入針１２内へと流れ込む。また、注入針１２の流体流入口１２Ｂと蓋体１６の間にも僅かな隙間が生じるように流体流入口１２Ｂ或いは蓋体１６の接触面等が加工されており、流体１３が流体流入口１２Ｂから注入針１２内へと流れ込むときの妨げとはならない。

このように、開閉弁２０は、使用前においては上記注入針１２の流体流入口１２Ｂと上記流体１３の間を隔絶し、使用開始後に上記注入針１２の流体流入口１２Ｂと上記流体１３の間の隔絶状態を解除する。また、開閉弁制御機構は、上記注入針１２の後端側に存在する上記保持容器１１の針押部１７を押圧することにより、上記注入針１２が上記保持容器１１から上記対象１４側へ所定寸法突出したときに上記開閉弁２０を閉成状態から開放状態とする。

図４Ａ、図４Ｂに、開閉弁２０Ａと開閉弁制御機構の第２の実施形態に係る構成図を示す。この実施形態では、開閉弁制御機構は、上記針押部１７を押圧して上記保持容器１１内の流体１３の圧力を高め、該圧力により上記開閉弁２０Ａを開放状態とする。具体的には、図４Ａに示すように、針押部１７から注入針ガイド１５へ向けて紙筒状体２１Ａが延びており、注入針１２の流体流入口１２Ｂが存在するエリアＴと保持容器１１内のその他のエリアＳとを隔絶している。紙筒状体２１Ａは、流体１３の圧力で穴が開くなどの破壊が生じるものであるならば、別の材料による構成であっても良い。

本実施形態においては、流体注入カートリッジの操作者が針押部１７を押圧すると、保持容器１１内の容積が小さくなり、流体１３の圧力が高まる。また、図４Ｂに示すように針押部１７が撓んで蓋体１６の中央部が下に凸の状態となり、注入針１２の流体流入口１２Ｂに接して注入針１２を押し下げる。保持容器１１内の流体１３による圧力が紙筒状体２１Ａを押して紙筒状体２１Ａを破り、孔３１が生じる。このとき注入針１２の先端部１２Ａは保持容器から前記対象側へ所定寸法突出した状態にある。斯くして、流体１３の圧力で生じた孔３１介して流体１３が、流体流入口１２Ｂ側へ流れ込み、流体流入口１２Ｂから注入針１２内へと流れ込む。また、注入針１２の流体流入口１２Ｂと蓋体１６の間にも僅かな隙間が生じるように流体流入口１２Ｂ或いは蓋体１６の接触面等が加工されており、流体１３が流体流入口１２Ｂから注入針１２内へと流れ込むときの妨げとはならない。

図４Ｃ、図４Ｄ、図４Ｅに、開閉弁２０Ｂと開閉弁制御機構の第３の実施形態に係る構成図を示す。前述の実施形態では、流体流入口１２Ｂが注入針１２の頭部に形成されていたのに対し、本実施形態では、流体流入口３３が注入針１２の頭部に近い側部に形成されている。流体流入口３３は、ここでは２つ示しているが、１以上であれば良い。開閉弁２０Ｂは、図４Ｄに示すような有底円筒形状の器を逆さにした如き筒体３４であって、使用前においては上記注入針１２の流体流入口３３を覆う覆部３５と、上記針押部１７により上記注入針１２が押圧されて移動する側にスリット状に設けられた無覆部３６とにより構成されている。筒体３４は伸縮する材料により構成されるもので、図４Ｅは、押されて縮んだ状態を示す。

本実施形態の開閉弁制御機構は、主に針押部１７により構成され、針押部１７が操作者により押させることに応じて次のように動作する。上記針押部１７により上記注入針１２が押圧されて移動すると上記注入針１２の流体流入口３３を上記覆部３５から上記覆部３５を抜けて上記無覆部３６へ移動させ、上記保持容器１１内の流体１３が上記無覆部３６において露出した上記注入針１２の流体流入口３３へ流入可能にする。このとき注入針１２の先端部１２Ａは保持容器１１から上記対象１４側へ所定寸法突出した状態にある。上記針押部１７により上記注入針１２が更に押圧されて図の下方へ移動した場合でも、流体流入口３３と上記無覆部３６の位置関係は保たれ、流体１３が流体流入口３３から注入針１２内へと流れ込むときの妨げとはならない。もしくは、上記注入針１２の側壁と注入針ガイド１５の内壁との間は、流体１３が流れる間隙が存在し、流体１３が流体流入口３３から注入針１２内へと流れ込むときの妨げとはならない。

以上のように構成された流体注入カートリッジ１０を、注射器として使用する場合には、図１に示すように、上記注入針１２が突出する上記保持容器１１の外壁部には、消毒液を含むシート１８が設けられている。この注射器として使用される流体注入カートリッジ１０は、次のようにして用いられる。未使用状態の流体注入カートリッジ１０を持ち、注射すべき対象である身体の部位における所要位置に消毒液を含むシート１８が皮膚に接触する向きで流体注入カートリッジ１０を載置する。

次に、何本の指か手のひらで針押部１７へ保持容器１１の内部方向に力を加える。これによって、開閉弁２０、２０Ａが前述の通り上記注入針１２の流体流入口１２Ｂと上記流体１３の間の隔絶状態を解除する。或いは、上記注入針１２の流体流入口３３を上記覆部３５から上記覆部３５を抜けて上記無覆部３６へ移動させ、上記保持容器１１内の流体１３が上記無覆部３６において露出した上記注入針１２の流体流入口３３へ流入可能にする。針押部１７が押圧されていることにより注入針１２が押されて注入針ガイド１５内を移動し、シート１８側の保持容器１１における壁面から注入針１２の先端が上記所定寸法突出する。注入針１２が更に押されて対象である身体の部位に刺さりながら薬液が注入されて行く。

更に針押部１７への押圧を続けて保持容器１１が最大に圧縮され縮小した状態となると、押圧が停止される（図２）。注入針１２の全体の長さは、注射器として適当な長さとされている。針押部１７への押圧が停止されると、保持容器１１と注入針ガイド１５は、その復元力により、上記流体１３を保持した状態の形状に復元され、注入針１２も保持容器内へ納まり、対象へ残らないようにする（図１で流体１３がない状態）。また、注入針１２の内の少なくとも対象１４に刺針した部分は、医療用などで用いられている体内において溶ける糸などと同じ素材を採用して作成されたものでもよく、注射針１２を対象１４に刺針して注射液の注入に使用した後に、保持容器１１は元の形状に復元するが、対象１４に刺針した部分が切断されて残り、体内において溶解する構成を採用しても良い。

図５には、上記流体注入カートリッジ１０に、針押部１７を押圧する押圧機構３０が設けられたものであって、押圧機構３０に受信部が備えられたものを示す。押圧機構３０は、膨張により或いはネジを回転させてネジの進行方向先端部で針押部１７を押圧するタイプのものとすることができる。送信器４０は上記受信部へ押圧開始指示を送って針押部１７を押圧し、注入針１２が押されて注入針１２が更に押されて対象である身体の所要部位に刺さりながら薬液が注入されるようにするものである。

上記流体注入カートリッジ１０に、針押部１７を押圧する押圧機構３０が設けられた自動注射システムとでも称されるものを、図６に示すようにＴシャツなどの衣類５０に対し、消毒液を含むシート１８を皮膚に接触する向きで埋め込む。衣類５０を着た場合に、注射する状態にあり、必要なときに病院などの医師から指示を与えて薬液が注入されるようにできるものである。

上記流体注入カートリッジ１０に、針押部１７を押圧する押圧機構３０が設けられた自動注射システムとでも称されるものは、図６Ａに示す救命胴衣型ジャケット（或いは、救命用ベスト型ジャケット）５５に複数設けても良い。この場合にも、消毒液を含むシート１８が皮膚に接触する向きで埋め込む。また、複数の流体注入カートリッジ１０に装填する薬液は、同一であっても良いが、異なる効用を有する薬液とすることもできる。異なる効用を有する薬液とする場合には、救命患者の病状や身体状況に応じて、必要な薬液が入っている流体注入カートリッジ１０を指定して医師から指示を与えて薬液が注入されるようにできるものである。

上記流体注入カートリッジ１０に、針押部１７を押圧する押圧機構３０が設けられた自動注射システムとでも称されるものは、図６Ｂに示すリストバンド５６に複数設けても良い。この場合にも、消毒液を含むシート１８が皮膚に接触する向きで埋め込む。自動注射システムとでも称されるものは、複数設けても良い。更に、上記流体注入カートリッジ１０に、針押部１７を押圧する押圧機構３０が設けられた自動注射システムとでも称されるものは、図６Ｃに示すように時計５８の裏面に設けても良い。

次に、この流体注入カートリッジ１０をタイヤのパンク修理器具として機能させる実施形態を図７に示す。この図７は、開閉弁２０の周囲を示す拡大図であり、他の部分の構成は図１、図２に示すようである。開閉弁２０により囲まれた注入針１２の流体流入口１２Ｂを覆うエリアには、気体接触固化樹脂２５が設けられている。この気体接触固化樹脂２５と隔絶されて上記保持容器１１内に気体である流体１３が保持されている。

以上の構成を有する実施形態を用いてタイヤチューブ２７の所要位置に注入針１２を刺し込み注入を行うと、注入針１２がタイヤチューブ２７に僅かに入ったときから気体接触固化樹脂２５の注入が始まり、気体接触固化樹脂２５はタイヤチューブ２７の内壁に沿って広がる一方、注入針１２がタイヤチューブ２７の内部に向かって進行し、図８に示すように、気体接触固化樹脂２５は逆三角形に近い形状となり固化して行く。完全な固化が生じる前に保持容器１１内の気体が気体接触固化樹脂２５を介してタイヤチューブ２７内に満たされ、適当な空気圧を実現する。

保持容器１１内の気体をほぼ注入したときには、注入針１２からタイヤチューブ２７の内部へ到る中途の気体接触固化樹脂２５に生じていた気体の通路も樹脂の表面張力などで塞がれる。この後に流体注入カートリッジ１０を抜き去ることにより、パンクなどの修理を適切に行うことができる。なお、図８の状態となった後に、保持容器１１を引っ張ると、注入針１２がそのままの状態で残るように、注入針１２の頭部が保持容器１１に接する部分の強度を弱くしておく実施形態としても良い。これによると、注入針１２を抜き取った後に残る穴が原因となり空気が抜ける事態を防ぐことができる。

この流体注入カートリッジ１０をタイヤのパンク修理器具として機能させる実施形態においては、上記保持容器１１内に気体を発生させる薬剤が設けられている。例えば、図９に示されるように、開閉弁２０における筒状体２１の蓋側部２２が中空であり、針側部２３が中実であって、蓋側部２２の中空部分に気体を発生させる薬剤３８が入れられている。

針押部１７を押圧すると、図３の状態から破断ライン２４が切り裂かれることによって蓋側部２２と針側部２３とが分離し、図９の状態となり、薬剤３８が蓋側部２２内から出て落下して行く。保持容器１１の底部には、薬剤３８と混合したときに気体（例えば、二酸化炭素）を発生する薬剤が設けられているものとする。これにより、気体が発生し保持容器１１が満たされると自動的に対象であるタイヤチューブ２７へ気体が注入されて行く。薬剤３８及びこれと混合する薬剤の量は、対象であるタイヤチューブ２７の容積に応じて適当なものが用意され、タイヤチューブ２７の空気圧を適当なものとすることができる。

次に、この流体注入カートリッジ１０を、インク等を供給する器具として機能させる実施形態を図１０、図１１に示す。本実施形態では、上記保持容器１１の針押部１７を介して押圧力を受けて、対象１４に上記注入針１２と共に刺さり、上記対象１４内と外気との連絡路を提供する外気連絡針２８を備える。外気連絡針２８は、保持容器１１内において隔壁２９に取り囲まれており、保持容器１１内の流体１３が中空の外気連絡針２８内に入ることはない。上記注入針１２が突出する上記保持容器１１の外壁部には、消毒液を含むシート１８に代えて、通気性シート１９が設けられている。ここで流体１３は、インクである。本実施形態では、開閉弁２０と注入針ガイド１５は、使用前に保持容器１１内と開閉弁２０と注入針ガイド１５により遮蔽された室を形成し、使用前に保持容器１１内の流体１３が上記室に流れ込み、注入針１２が保持容器１１における壁面から突出したときに液体が漏れてしまうのを防止している。

以上のように構成された流体注入カートリッジ１０を、図１０に示すようにインクカートリッジ７１上に載置する。インクカートリッジ７１において７２は空気で、７３はインクである。何本の指か手のひらで針押部１７へ保持容器１１の内部方向に力を加える。針押部１７が押圧されていることにより注入針１２が押されて注入針ガイド１５内を移動し、通気性シート１９側の保持容器１１における壁面から注入針１２の先端が突出する。注入針１２から流体１３がインクカートリッジ７１に注入され、適当な位置まで針押部１７が移動すると、外気連絡針２８の頭部が針押部１７により押圧されて外気連絡針２８の先端が突出してインクカートリッジ７１に刺さり、インクカートリッジ７１内の上部に存在する空気が外気連絡針２８及び通気性シート１９を介して外部へ抜けて行く。これにより、流体注入カートリッジ１０からの流体１３の注入がスムーズに進行する。

より具体的には、外気連絡針２８の先端が突出してインクカートリッジ７１に刺さったときには、通気性シート１９と外気連絡針２８の先端部は、図１１Ａに示される状態となっている。外気連絡針２８の先端よりも僅かに上部の位置における外気連絡針２８の側壁には、空気孔２８Ａが形成されている。外気連絡針２８の先端が突出してインクカートリッジ７１に刺さったときには、空気孔２８Ａは通気性シート１９内にあり（図１１Ａ）、インクカートリッジ７１内の上部に存在する空気が矢印Ｘにより示されるが如く外気連絡針２８内から空気孔２８Ａ及び通気性シート１９を介して外部へ抜けて行く。

流体注入カートリッジ１０からの流体１３の注入が終了したときには、図１１に示す状態となり、図１１の状態となった後には、放置することにより注入針１２と外気連絡針２８は図１０の状態に復旧する。インクカートリッジ７１には、注入針１２と外気連絡針２８により生じた孔が残るが、本流体注入カートリッジ１０に例えば上記孔を塞ぐ栓やシールを付帯させておき、確実に塞いでもらうこととする。

上記の各種機能を有するように構成される全ての流体注入カートリッジ１０を複数収納して、簡単な操作により流体の注入を行うことができる流体注入装置を図１２、図１３に示す。これらの図に示すように、本実施形態に係る流体注入装置は、装置のケーシングが、引き金を有するピストル形状である。

本実施形態に係る流体注入装置は、流体注入カートリッジ１０を同じ向きに複数並べて蓄積するカートリッジ蓄積部８１を備えている。ここでは、３個であるが一例に過ぎない。カートリッジ蓄積部８１は、１つの上記流体注入カートリッジ１０を移動させる移動通路８２に連通している。移動通路８２の端部には、上記流体注入カートリッジ１０を流体注入待ち状態として固定する固定室８３が設けられている。

上記固定室８３には、上記固定室８３において固定された状態の上記流体注入カートリッジ１０から上記注入針１２が突出するように形成された注入針用孔８４が形成されている。上記固定室８３には、上記固定室８３から圧縮された上記流体注入カートリッジ１０（図２や図１１の如き状態のもの）を排出させるときに開放される排出扉８５が設けられている。なお、注入針用孔８４の大きさは、流体注入カートリッジ１０が飛び出ることが無い大きさであり且つ次のような大きさである必要がある。注射器として用いる場合には、消毒液を含むシート１８のほとんどの部分が注入針用孔８４から突出し、消毒可能となること（シート１８の厚みが、この条件を満たす必要もある）。インク等を供給する器具として機能させる場合には、注入針１２と外気連絡針２８が突出できる大きさであり、通気性シート１９のほとんどの部分が注入針用孔８４から突出し、図１１Ａにおいて説明したように空気が外部へ抜けて行くよう構成される必要がある（この場合も、通気性シート１９の厚みが、この条件を満たす必要もある）。

押出片８６は、図示しないバネなどにより付勢されて流体注入カートリッジ１０に対し移動通路８２側へ押し出している。また、カートリッジ蓄積部から移動通路８２に押し出された１つの流体注入カートリッジ１０における蓋体１６の針押部１７は、押圧ブロック９２に当接されて上記固定室８３側へ移動させられる。

即ち、押圧ブロック９２には、横スライドバー９３が連結され、この横スライドバー９３には、押圧ブロック９２とは逆側に設けられた結合ピン９５を介して回転バー９４が結合されている。回転バー９４は、軸９６を中心として回転するもので、押圧ブロック９２とは逆側において引き金８８と連絡している。

引き金８８を図１２における矢印Ｒの方向へ引くと、回転バー９４が図１２において左回転して横スライドバー９３を図１２の左方向へ移動させ、押圧ブロック９２による流体注入カートリッジ１０への押圧を生じさせる。この結果、流体注入カートリッジ１０が押圧されて圧縮され図１３の如き形状となり、注入針１２が注入針用孔８４より突出して対象１４への流体１３の注入が行われる。勿論、引き金８８を引く前に、注入針用孔８４を対象１４の所定部位に当接させておくことは言うまでもない。

以上のように、押圧ブロック９２、横スライドバー９３、回転バー９４、結合ピン９５、軸９６は、上記カートリッジ蓄積部８１から１つの上記流体注入カートリッジ１０に対し移動通路を介して移動させ、上記固定室８３へ位置付けて固定状態とするカートリッジ移動手段９１として機能する。
カートリッジ移動手段９１は、上記固定室８３において固定状態の上記流体注入カートリッジ１０における上記保持容器１１の針押部１７を押圧して上記注入針１２を上記保持容器１１から突出させ上記対象１４に刺し、上記保持容器１１内の流体１３を対象１４に注入する注入動作手段９１ａを有する。

そして、上記引き金８８が、上記カートリッジ移動手段９１と上記注入動作手段９１ａの動作実行を指示するスイッチとなっている。

以上において、本発明に係る複数の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示するものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０ 流体注入カートリッジ
１１ 保持容器
１２ 注入針
１２Ａ 先端部
１２Ｂ 流体流入口
１３ 流体
１４ 対象
１５ 注入針ガイド
１６ 蓋体
１７ 針押部
１８ シート
１９ 通気性シート
２０、２０Ａ、２０Ｂ 開閉弁
２１ 筒状体
２１Ａ 紙筒状体
２２ 蓋側部
２３ 針側部
２４ 破断ライン
２５ 気体接触固化樹脂
２７ タイヤチューブ
２８ 外気連絡針
２８Ａ 空気孔
２９ 隔壁
３０ 押圧機構
３１ 孔
３３ 流体流入口
３４ 筒体
３５ 覆部
３６ 無覆部
３８ 薬剤
４０ 送信器
５０ 衣類
５５ ベスト
５６ リストバンド
５８ 時計
７１ インクカートリッジ
７２ 空気
７３ インク
８１ カートリッジ蓄積部
８２ 移動通路
８３ 固定室
８４ 注入針用孔
８５ 排出扉
８６ 押出片
８８ 引き金
９１ カートリッジ移動手段
９１ａ 注入動作手段
９２ 押圧ブロック
９３ 横スライドバー
９４ 回転バー
９５ 結合ピン
９６ 軸

Claims (13)

1. 流体を保持すると共に前記流体を保持した第一の形状から前記流体を対象に注入した第二の形状まで伸縮する保持容器と、
   前記保持容器内に設けられ流体流入口から前記流体を取り入れ、前記取り入れた流体を対象に注入する注入針と、
   使用前においては前記注入針の流体流入口と前記保持容器内の前記流体が充填されるエリアとの間を閉成し、使用開始後に前記注入針の流体流入口と前記保持容器内の前記流体が充填されるエリアとの間を開放し、前記保持容器内の前記流体を前記注入針内部へ流入させる開閉弁と、
   前記注入針の後端側に存在する前記保持容器の針押部を押圧することにより、前記注入針が前記保持容器から前記対象側へ所定寸法突出したときに前記開閉弁を閉成状態から開放状態とする開閉弁制御機構と、
   を具備することを特徴とする流体注入カートリッジ。
2. 前記注入針が突出する前であって、当該注入針の後端側に存在する前記保持容器の針押部から前記注入針が前記保持容器から外部へ突出する位置までの間において、前記注入針を支持すると共に前記保持容器の伸縮に応じて伸縮する注入針ガイドを備えることを特徴とする請求項１に記載の流体注入カートリッジ。
3. 前記保持容器は、その内部の流体を対象に注入した後に、前記第一の形状に復元する復元力を有することを特徴とする請求項１または２に記載の流体注入カートリッジ。
4. 前記開閉弁制御機構は、前記針押部により開閉弁を押圧して開放状態とする機構であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の流体注入カートリッジ。
5. 前記開閉弁制御機構は、前記針押部を押圧して前記保持容器内の流体の圧力を高め、該圧力により前記開閉弁を開放状態とする機構であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の流体注入カートリッジ。
6. 前記開閉弁は、使用前においては前記注入針の流体流入口を覆う覆部と、前記針押部により前記注入針が押圧されて移動する側に設けられた無覆部とにより構成され、
   前記開閉弁制御機構は、前記針押部により前記注入針が押圧されて移動すると前記注入針の流体流入口を前記覆部から前記覆部を抜けて前記無覆部へ移動させ、前記保持容器内の流体が前記無覆部において露出した前記注入針の流体流入口へ流入可能にする機構であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の流体注入カートリッジ。
7. 前記注入針の流体流入口を覆う状態で気体接触固化樹脂が設けられており、この気体接触固化樹脂と隔絶されて前記保持容器内に気体が保持されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の流体注入カートリッジ。
8. 前記保持容器内に気体を発生させる薬剤が設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の流体注入カートリッジ。
9. 前記注入針が突出する前記保持容器の外壁部には、消毒液を含むシートが設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の流体注入カートリッジ。
10. 前記保持容器の針押部を介して押圧力を受けて、対象に刺さることで、前記対象内と外気との連絡路を提供する外気連絡針を備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の流体注入カートリッジ。
11. 前記請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の流体注入カートリッジを同じ向きに複数並べて蓄積するカートリッジ蓄積部と、
    前記カートリッジ蓄積部から１つの前記流体注入カートリッジを移動させる移動通路の端部に設けられ、前記流体注入カートリッジを流体注入待ち状態として固定する固定室と、
    前記固定室に固定された状態の前記流体注入カートリッジから前記注入針が突出するように形成された注入針用孔と、
    前記カートリッジ蓄積部から１つの前記流体注入カートリッジに対し移動通路を介して移動させ、前記固定室へ位置付けて固定状態とするカートリッジ移動手段と、
    前記固定室において固定状態の前記流体注入カートリッジにおける前記保持容器の針押部を押圧して前記注入針を注入針用孔から突出させ前記対象に刺し、前記保持容器内の流体を対象に注入する注入動作手段と
    を具備することを特徴とする流体注入装置。
12. 装置のケーシングは、引き金を有するピストル形状であり、前記引き金が、前記カートリッジ移動手段と前記注入動作手段の動作実行を指示するスイッチとなっていることを特徴とする請求項１１に記載の流体注入装置。
13. 前記固定室には、前記固定室から圧縮された前記流体注入カートリッジを排出させるときに開放される排出扉が設けられていることを特徴とする請求項１１または１２に記載の流体注入装置。