JP2022083772A - 無針注射器 - Google Patents

Abstract

【課題】不作動の原因が生じていることをユーザが容易に認識できる技術を提供する。【解決手段】無針注射器は、注射目的物質が収容された注射器カートリッジと、注射器カートリッジが着脱可能な注射器筐体と、を備える。注射器筐体は、注射器カートリッジが取付ホルダの内側に形成された取付孔の定位置まで物理的に挿入されていることを検知する第１検知部と、駆動部に駆動電流を供給する端子部と駆動部とを含む回路の導通状態を検知する第２検知部と、第１検知部及び第２検知部による検知結果をユーザに報知する報知部と、起動電流を内蔵基板の回路へ供給するための第１のスイッチであって、第１検知部及び第２検知部がいずれもオン状態である場合に操作可能となる第１のスイッチと、駆動部に駆動電流を供給することで駆動部を作動させる第２のスイッチと、を有する。【選択図】図１

Description

本開示は、無針注射器に関する。

生体等の対象領域に薬液等を射出する装置として、注射針を介することなく注射目的物質を対象領域に射出する無針注射器が知られている。近年、無針注射器は、取り扱いの容易さや衛生面等からも着目されその開発が行われている。一般に、無針注射器では、圧縮ガスやバネ等の駆動源により加圧された薬液を対象領域に向かって射出し、その薬液が有する運動エネルギーを利用して対象領域の内部に薬液が射出される構成が実用化されている。

特許文献１及び特許文献２には、注射目的物質を収容し、注射目的物質を射出する毎に交換される注射器アセンブリと当該注射器アセンブリが脱着自在となる注射器筐体とで構成された無針注射器が開示されている。この無針注射器は、注射器筐体に設けられたスイッチがユーザによって操作されることによって注射目的物質を射出するように構成されている。

国際公開第２０２０／１３８４７５号 国際公開第２０２０／１４９１５２号

注射目的物質が収容された注射器アセンブリなどの注射器カートリッジと、当該注射器カートリッジが脱着自在となる注射器筐体とで構成された無針注射器においては、注射器カートリッジが注射器筐体に確実に取り付けられていない状態でユーザが注射器筐体に設けられたスイッチを操作しても作動せず、注射目的物質は射出されない。このように、無針注射器においては、注射器カートリッジが注射器筐体に確実に取り付けられていないことが不作動の一原因となる。

しかしながら、無針注射器においては、使用済みの注射器アセンブリが注射器筐体に取り付けられたままとなっていることなど他の要因も不作動の原因となり得る。従来の無針注射器においては、いずれかの不作動の原因が生じていることをユーザが容易に認識できる技術は提案されていない。

そこで、本開示は、上記した問題に鑑み、いずれかの不作動の原因が生じていることをユーザが容易に認識できる技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示の無針注射器では、注射器カートリッジの挿入状態を検知する第１検知部と、駆動部に駆動電流を供給する端子部と該駆動部とを含む回路の導通状態を検知する第２検知部と、を設けた。

具体的には、本開示は、注射針を介することなく注射目的物質を対象領域に射出する無針注射器であって、前記注射目的物質が収容された注射器カートリッジと、前記注射器カートリッジが取り付けられる筒状の取付ホルダを有し、該取付ホルダに前記注射器カート
リッジが着脱可能な注射器筐体と、を備え、前記注射器カートリッジは、前記注射目的物質が収容される収容空間を有するとともに該注射目的物質が前記対象領域に対して射出されるように流路を画定する収容部と、駆動電流が供給されることによって、前記注射目的物質を射出するための射出エネルギーを付与する駆動部と、を有し、前記注射器筐体は、前記注射器カートリッジが前記取付ホルダの内側に形成された取付孔の定位置まで物理的に挿入されていることを検知する第１検知部と、前記駆動部に前記駆動電流を供給する端子部と該駆動部とを含む回路の導通状態を検知する第２検知部と、前記第１検知部及び前記第２検知部による検知結果をユーザに報知する報知部と、起動電流を内蔵基板の回路へ供給するための第１のスイッチであって、前記第１検知部及び前記第２検知部がいずれもオン状態である場合に操作可能となる第１のスイッチと、前記駆動部に前記駆動電流を供給することで該駆動部を作動させる第２のスイッチと、を有する。このような構成を備える無針注射器によれば、第１検知部と第２検知部による検知結果を報知部によってユーザに報知することができるので、いずれかの不作動の原因が生じていることをユーザが容易に認識できる。

上記の無針注射器において、前記駆動部は、ブリッジワイヤと該ブリッジワイヤに電気的に接続された導電ピンとを有し、前記駆動電力が供給されることで点火薬を燃焼させて前記射出エネルギーを生成する点火装置であり、前記端子部は、前記取付孔に前記注射器カートリッジが定位置まで挿入された際に前記導電ピンと接続されるように構成されており、前記第２検知部は、前記端子部と前記ブリッジワイヤと前記導電ピンとを含む回路の導通状態を検知してもよい。

上記の無針注射器において、前記報知部は、前記第１検知部及び前記第２検知部の検知結果に応じて異なる態様で該検知結果をユーザに報知してもよい。

上記の無針注射器において、前記注射器筐体は、前記取付孔の内径側面部の中心に向かって付勢され且つ出没自在に配設された判定用突起部を有し、前記第１検知部は、前記取付孔に挿入された前記注射器カートリッジによって前記判定用突起部が没入方向に押動された際の該判定用突起部の没入位置に基づいて前記注射器カートリッジが前記取付孔に定位置まで物理的に挿入されていることを検知可能であってもよい。

本開示の技術によれば、いずれかの不作動の原因が生じていることをユーザが容易に認識できる。

無針注射器の概略構成を示す図である。 無針注射器の第１の断面図である。 無針注射器の第２の断面図である。 無針注射器のハウジングの構成を示す図である。 無針注射器に組み込まれる注射器アセンブリの概略構成を示す図である。 無針注射器に組み込まれるアクチュエータの概略構成を示す図である。 無針注射器に組み込まれるピストンの概略構成を示す図である。 無針注射器に組み込まれるアタッチメントの概略構成を示す図である。 無針注射器に組み込まれるプランジャロッド及びプランジャの概略構成を示す図である。 無針注射器に組み込まれるコンテナの概略構成を示す図である。 無針注射器の操作手順を示すフローチャートである。 無針注射器の制御部の各機能を示すブロック図である。 無針注射器の第１検知部及び第２検知部による検知方法とランプによる報知方法を示すフローチャートである。

以下に、図面を参照して本開示の実施形態に係る無針注射器（以下、単に「注射器」と称する）１について説明する。当該注射器１は、火薬の燃焼エネルギーを利用して、本願の注射目的物質に相当する射出液を対象領域に射出する無針注射器、すなわち、注射針を介することなく、射出液を対象領域に射出して注射を行う装置である。

なお、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲内で、適宜、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。本開示は、実施形態によって限定されることはなく、請求項によってのみ限定される。本実施形態では、注射器１においてその長手方向における相対的な位置関係を表す用語として、「先端側」及び「基端側」を用いる。当該「先端側」は、後述する注射器１の先端寄り、すなわち射出口７７（後述の図２を参照のこと）寄りの位置を表し、当該「基端側」は、注射器１の長手方向において「先端側」とは反対側の方向、すなわち注射器アセンブリ１０（後述の図５を参照のこと）における点火器２２側の方向を表している。

＜注射器１の構成＞
ここで、図１は、注射器１の外観を概的に示す図である。図２は注射器１の第１の断面図であり、その断面は、後述の図４におけるＡＡ断面である。また、図３は注射器１の第２の断面図であり、その断面は、後述の図４におけるＢＢ断面であり、ＢＢ断面はＡＡ断面に直交する。なお、図４は注射器１を構成するハウジング２の構成を示す図であることに留意する。ここで、注射器１は、ハウジング２（本願における「注射器筐体」の一例）に注射器アセンブリ１０（本願における「注射器カートリッジ」の一例）が取り付けられて形成される。また、ハウジング２には、注射器アセンブリ１０内の点火器２２に着火電流（本願における「駆動電流」の一例）を供給するための電源ケーブル３が接続される。

なお、本願の以降の記載においては、注射器１により対象領域に射出される射出液は、当該対象領域で期待される効能や機能を発揮する所定物質が液体の媒体に含有されることで形成されている。その射出液において、所定物質は媒体である液体に溶解した状態となっていてもよく、また、溶解されずに単に混合された状態となっていてもよい。

射出液に含まれる所定物質としては、例えば生体である対象領域に対して射出可能な生体由来物質や所望の生理活性を発する物質が例示でき、例えば、生体由来物質としては、ＤＮＡ、ＲＮＡ、核酸、抗体、細胞等が挙げられ、生理活性を発する物質としては、低分子、蛋白、ペプチド等からなる医薬、ワクチン、温熱療法や放射線療法のための金属粒子等の無機物質、キャリアとなる担体を含む各種の薬理・治療効果を有する物質等が挙げられる。また、射出液の媒体である液体としては、これらの所定物質を対象領域内に投与するために好適な物質であればよく、水性、油性の如何は問われない。また、所定物質を注射器１にて射出可能であれば、媒体である液体の粘性についても特段に限定されるものではない。

注射器１において、注射器アセンブリ１０は、ハウジング２に対して脱着自在となるように構成されている。注射器アセンブリ１０に含まれるコンテナ７０（本願における「収容部」の一例）とプランジャ８０との間に形成される収容空間７５（図５を参照）には、注射器１の作動前である準備段階において射出液が充填され、そして、当該注射器アセンブリ１０は、射出液の射出を行う度に交換されるユニットである。注射器アセンブリ１０の詳細については、後述する。

一方で、ハウジング２は、注射器１のユーザがその使用のために把持するグリップ部２
ａが形成されるとともに、射出液の射出を実現するために注射器１を操作する複数のスイッチが設けられている。なお、注射器１は、ユーザが片手で把持し、その操作が可能となるように構成されている。ハウジング２は、注射器アセンブリ１０が取り付けられる筒状の取付ホルダ９０を有し、取付ホルダ９０の内側に形成された取付孔９１に注射器アセンブリ１０を差し込むことで、取付ホルダ９０に注射器アセンブリ１０が取り付けられる。また、取付孔９１から注射器アセンブリ１０を引き抜くことで、取付ホルダ９０から注射器アセンブリ１０を取り外し可能である。このように、ハウジング２は、取付ホルダ９０に注射器アセンブリ１０が着脱可能に構成されている。また、ハウジング２は、取付孔９１の内径側面部の中心に向かって付勢され且つ出没自在に配設された判定用突起部９２を有する。この判定用突起部９２は、注射器アセンブリ１０が取付孔９１の定位置まで物理的に挿入されていることを検知するために設けられている。この検知方法の詳細については後述する。

また、図４に基づいてハウジング２について説明する。図４において、（ａ）はハウジング２を前方から見た場合の外観を表しており、（ｂ）はハウジング２を側方から見た場合の外観を表しており、（ｃ）はハウジング２を後方から見た場合の外観を表しており、（ｄ）はハウジング２を上方から見た場合の外観を表している。ここで、「前方」とは、ユーザがハウジング２を把持したときにユーザの遠位に位置する部位であり図４（ｂ）において左側に位置し、「後方」とは、逆にユーザの近位に位置する部位であり図４（ｂ）において右側に位置する。したがって、ユーザがハウジング２を片手で把持したとき、その指先は遠位側であるハウジング２の前方に掛かり、その手首は近位側であるハウジング２の後方に近接した状態となる。また、「上方」とは、注射器１の基端側の部位である。

このようなユーザによる把持を考慮して、ハウジング２の前方寄りにはユーザの指先が掛かりやすくなるようにグリップ部２ａが設けられている。グリップ部２ａには複数のディンプルが形成され、ユーザの指先の掛かりを改善している。また、更にユーザによるハウジングの把持を安定させるために、グリップ部２ａの前方側の外郭は緩やかに凹凸が形成され（図４（ｂ）を参照）、ユーザの人差し指や中指が掛かりやすくなっている。

更に、ハウジング２には、注射器１を操作するための２つの操作スイッチである第１スイッチ５と第２スイッチ６が設けられている。第１スイッチ５及び第２スイッチ６は、ハウジング２内に配置されたマイコン等を含んで構成された制御部８３（図１２参照）に接続され、制御部８３は、各スイッチからの信号に基づいて点火器２２への着火電流の供給を制御し、以て注射器１の動作制御を行う。ここで、第１スイッチ５は、ハウジング２の後方に設けられたスライド式のスイッチであり、そのスライド方向はハウジング２の上下方向（先端と基端を結ぶ方向）である。第１スイッチ５は常時上方向に付勢されており、ユーザは、第１スイッチ５をその付勢力に抗して一定時間下方（先端側）にスライドさせ続けることで、注射器１をスタンバイ状態に至らしめることができる。当該スタンバイ状態とは、注射器１において射出液を射出する準備ができた状態であり、更にユーザによる追加の操作が行われれば射出が実行される状態である。

続いて第２スイッチ６は、ハウジング２の上方の傾斜面２ｂに設けられた押下式のスイッチであり、ユーザは第２スイッチ６をハウジング２の内部方向に押下可能である。注射器１が上記の第１スイッチ５の操作によりスタンバイ状態に置かれているときに、第２スイッチ６の押下操作が行われることで、制御部８３は、点火器２２に対して着火電流を供給するように構成されている。ハウジング２の上方の傾斜面２ｂの前方には、電源ケーブル３が接続されるコネクタ４が設けられている。本実施形態では、コネクタ４はＵＳＢコネクタであり、電源ケーブル３はハウジング２に対して着脱可能とされている。更に、ハウジングの上方の傾斜面２ｂにおけるコネクタ４と第２スイッチ６との間にはユーザにエラー等の報知を行うためのランプ８１とスピーカ８２（ランプ８１とスピーカ８２は、本
願における「報知部」の一例）が設けられている。ランプ８１及びスピーカ８２は制御部８３によって制御される。なお、ランプ８１には、例えば、ＬＥＤランプが用いられる。

なお、上記の通り、本実施形態は点火器２２を作動させるための電力は電源ケーブル３を介して外部から供給されるが、その態様に代えて、ハウジング２の内部に、当該電力供給のためのバッテリが設けられてもよい。この場合、当該バッテリに電力が残っている限りにおいて、注射器アセンブリ１０を交換しながらハウジング２は繰り返し使用することができる。そして、バッテリの電力が無くなった場合には、そのバッテリを交換すればよい。

ここで、注射器アセンブリ１０の概略構成を図５に示す。注射器アセンブリ１０は、図２及び図３に示すように、ハウジング２に対して取り付けられることで注射器１を形成するものであり、具体的には、注射器アセンブリ１０は、アクチュエータ２０、アタッチメント３０、コンテナ７０、プランジャ８０を含む組立体である。注射器アセンブリ１０の組立については、後述する。

先ず、アクチュエータ２０について図６に基づいて説明する。アクチュエータ２０は、そのボディ２１が筒状に形成されている。ボディ２１は、その中央に中央部２１ａを有し、その先端側に先端部２１ｂを有し、その基端側に基端部２１ｃを有している。ボディ２１において、先端部２１ｂ、中央部２１ａ、基端部２１ｃは、それぞれの内部空間が連通しており、更に、先端部２１ｂの先端側において開口部２７が設けられている。ここで、ボディ２１の基端部２１ｃには、点火薬２２ａを燃焼させて射出のためのエネルギーを発生させる電気式点火器である点火器２２（本願でいう「駆動部」の一例）がキャップ２３を介して取り付けられている。点火器２２は外部から着火電流が供給される点火ピン２２ｂ（本願における「導電ピン」の一例）を有し、点火ピン２２ｂはブリッジワイヤ２９と電気的に接続されている。点火器２２は、ブリッジワイヤ２９を介して着火電流が供給されることで点火薬２２ａを燃焼させることができる。その際、ブリッジワイヤ２９は着火電流の導通による熱または点火薬２２ａの燃焼により切断され、ブリッジワイヤ２９の切断後に点火器２２を電気的に接続しても、点火器２２に着火電流は供給されない。また、ハウジング２は、取付孔９１に注射器アセンブリ１０が定位置まで挿入された際に点火ピン２２ｂと接続される端子が形成されたソケット７（本願における「端子部」の一例）を有しており、点火ピン２２ｂは、ハウジング２に注射器アセンブリ１０が取り付けられた状態においてハウジング２のソケット７と結合される。また、点火器２２が作動することで生成される燃焼生成物が、ボディ２１の中央部２１ａ側に放出されるようにボディ２１に対する点火器２２の取付状態が決定されている。すなわち、燃焼生成物の放出面２２ｃが中央部２１ａ側に向くように、点火器２２はボディ２１の基端部２１ｃに取り付けられている。

ここで、点火器２２において用いられる点火薬の燃焼エネルギーは、注射器１が射出液を対象領域に射出するためのエネルギーとなる。なお、当該点火薬としては、好ましくは、ジルコニウムと過塩素酸カリウムを含む火薬（ＺＰＰ）、水素化チタンと過塩素酸カリウムを含む火薬（ＴＨＰＰ）、チタンと過塩素酸カリウムを含む火薬（ＴｉＰＰ）、アルミニウムと過塩素酸カリウムを含む火薬（ＡＰＰ）、アルミニウムと酸化ビスマスを含む火薬（ＡＢＯ）、アルミニウムと酸化モリブデンを含む火薬（ＡＭＯ）、アルミニウムと酸化銅を含む火薬（ＡＣＯ）、アルミニウムと酸化鉄を含む火薬（ＡＦＯ）、もしくはこれらの火薬のうちの複数の組合せからなる火薬が挙げられる。これらの火薬は、点火直後の燃焼時には高温高圧のプラズマを発生させるが、常温となり燃焼生成物が凝縮すると気体成分を含まないために発生圧力が急激に低下する特性を示す。適切な射出液の射出が可能な限りにおいて、これら以外の火薬を点火薬として用いても構わない。

ここで、点火器２２から燃焼生成物が放出される、ボディ２１の中央部２１ａの内部空間は燃焼室２０ａとされる。更に、中央部２１ａの外表面の一部には雄ネジ部２６が形成されている。雄ネジ部２６は後述するアタッチメント３０の雌ネジ部３８と螺合するように構成され、両者の間に必要な結合力を確保できるように雄ネジ部２６と雌ネジ部３８の有効長が決定される。そして、中央部２１ａに隣接する先端部２１ｂの内部空間は円筒状に形成され、そこをピストン４０がスライド可能となるようにシール部材であるＯリング２５とともに配置されている。ピストン４０は金属製であり、図７に示すように軸部材４１を有し、その基端側に第１フランジ４２が設けられ、第１フランジ４２の近傍に更に第２フランジ４３が設けられている。第１フランジ４２と第２フランジ４３は円盤形状を有し、その直径は同一である。第１フランジ４２と第２フランジ４３との間、及び第２フランジ４３の更に横にＯリング２５が配置されることになる。また、軸部材４１の先端面には、所定の大きさを有する凹部４４が形成されている。アクチュエータ２０の作動前においてピストン４０が先端部２１ｂの内部空間に配置されている状態では、点火器２２からの燃焼生成物による受圧面となる第１フランジ４２が燃焼室２０ａ側に露出した状態となるとともに、ピストン４０の軸部材４１の先端は開口部２７に挿入された状態となっている。

そして、点火器２２が作動して燃焼生成物が燃焼室２０ａに放出され、そこの圧力が上昇すると第１フランジ４２が当該圧力を受けピストン４０が先端側にスライドしていくことになる。すなわち、アクチュエータ２０は、点火器２２を作動源としピストン４０を出力部とする機構を有している。そして、第２フランジ４３の直径は、開口部２７の直径より大きいため、ピストン４０のスライド量は制限され、以て、ピストン４０の軸部材４１がボディ２１の先端部２１ｂの先端面から突出する量も限られた量となる。また、ピストン４０は樹脂製でもよく、その場合、耐熱性や耐圧性が要求される部分は金属を併用してもよい。

また、ピストン４０に掛かる圧力を調整するための別法として、アクチュエータ２０の燃焼室２０ａに、点火器２２からの燃焼生成物によって燃焼しガスを発生させるガス発生剤を更に配置してもよい。その配置場所は、点火器２２からの燃焼生成物に晒され得る場所である。また、別法としてガス発生剤を、国際公開公報０１－０３１２８２号や特開２００３－２５９５０号公報等に開示されているように、点火器２２内に配置してもよい。ガス発生剤の一例としては、ニトロセルロース９８質量％、ジフェニルアミン０．８質量％、硫酸カリウム１．２質量％からなるシングルベース無煙火薬が挙げられる。また、エアバッグ用ガス発生器やシートベルトプリテンショナ用ガス発生器に使用されている各種ガス発生剤を用いることも可能である。燃焼室２０ａ等に配置されるときのガス発生剤の寸法や大きさ、形状、特に表面形状を調整することで、該ガス発生剤の燃焼完了時間を変化させることが可能であり、これによりピストン４０に掛かる圧力を所望の圧力となるように調整することができる。

なお、ピストン４０は、注射器１の内部で所定方向に移動するように配置された推進体の一例である。注射器１は、ピストン４０に代えて別の推進体を備えていてもよい。例えば、米国特許出願公開第２００６／００８９５９５号明細書に開示されているように、燃焼ガスによって所定方向に膨らむ薄膜や、米国特許第７０６３０１９号明細書に開示されているように、燃焼ガスによって所定方向に伸びる襞等のように、注射器１の内部で所定方向に変形するように配置された推進体を用いることも可能である。

次に、図８に基づいてアタッチメント３０について説明する。なお、図８の左図（ａ）はアタッチメント３０の断面図であり、右図（ｂ）はアタッチメント３０の外観図である。アタッチメント３０は、図５に示すようにアクチュエータ２０、プランジャ８０、コンテナ７０を取り付けるための部品である。アタッチメント３０のボディ３１には、例えば
、公知のナイロン６－１２、ポリアリレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド又は液晶ポリマー、ポリカーボネート、ポリカーボネートとアクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）との混合物等が使用できる。また、これら樹脂にガラス繊維やガラスフィラー等の充填物を含ませてもよく、ポリブチレンテレフタレートにおいては２０～８０質量％のガラス繊維を、ポリフェニレンサルファイドにおいては２０～８０質量％のガラス繊維を、また液晶ポリマーにおいては２０～８０質量％のミネラルを含ませることができる。

ボディ３１の内部空間のうち基端側から中央にかけての第１領域３３は、図５に示すようにアクチュエータ２０が配置される領域である。そして、第１領域３３の基端側の領域３３ａには、概ねアクチュエータ２０の基端部２１ｃが位置し、第１領域３３の先端側であって領域３３ａより直径が小さい領域３３ｂには、概ねアクチュエータ２０の中央部２１ａ及び先端部２１ｂが位置する。また、領域３３ｂのうち領域３３ａに近い部位の内壁面には雌ネジ部３８が配置され、雌ネジ部３８は上記の通りアクチュエータ２０の中央部２１ａに設けられている雄ネジ部２６と螺合するように形成されている。

更に、ボディ３１の内部空間においては第１領域３３に連通して第２領域３４が形成される。第２領域３４は、図５に示すように概ねプランジャ８０が配置される領域であり、ボディ３１の軸方向に沿って円筒状に形成される中空領域である。第２領域３４の一方の端部は、第１領域３３の領域３３ｂに連通している。第２領域３４の直径は、領域３３ｂの直径よりも細くなって、プランジャ８０が摺動可能な直径となっている。なお、ボディ３１には、アタッチメント３０の側方の外表面から第２領域３４まで貫通している貫通孔３７が形成されている。ユーザは、この貫通孔３７を通して、注射器アセンブリ１０内のプランジャ８０の状況（例えば、注射器アセンブリ１０が作動前か作動後か等）を外部から確認することができる（図１を参照）。

更に、ボディ３１の内部空間においては第２領域３４に連通して第３領域３５が形成される。第３領域３５は、図５に示すように概ねコンテナ７０の一部が配置される領域であり、その一端が第２領域３４に連通するとともにその他端がアタッチメント３０の先端面に開口している。そして、第３領域３５には、コンテナ７０を取り付けるための雌ネジ部３６が形成されている。雌ネジ部３６は、後述する図１０に示すコンテナ７０の雄ネジ部７４と螺合して、アタッチメント３０とコンテナ７０との結合が実現される。

次に、図９に基づいてプランジャ８０について説明する。なお、図９の左図（ａ）はプランジャ８０を構成する部材の一つであるプランジャロッド５０の外観図であり、右図（ｂ）はプランジャ８０の外観図である。プランジャ８０は、ピストン４０から受けたエネルギーによって射出液を加圧する部材であり、プランジャロッド５０には、その加圧のために好適な樹脂材料、例えばアタッチメント３０と同種の樹脂材料を使用できる。ここで、プランジャロッド５０は軸部材５１を有し、その基端側の端面には突起部５４が形成されている。突起部５４は、プランジャ８０が注射器アセンブリ１０に組み込まれたときにアクチュエータ２０に含まれるピストン４０の軸部材の凹部４４に嵌まり込むことが可能となるように、その形状及び大きさが画定される。また、軸部材５１の途中であって基端寄りの部位に、他の軸部材５１の直径より縮径された縮径部５２が設けられている。

更に、プランジャロッド５０においては、軸部材５１の先端側には、軸部材５１より直径の小さい首部５５を介して突起部５６が設けられている。突起部５６は、首部５５との接続部位近くではその直径は首部５５の直径よりも大きいが、先端側に進むほどその直径が小さくなるように錘状に形成されている。ただし、突起部５６の最大直径も軸部材５１の直径よりは小さい。首部５５及び突起部５６に対してはゴム等の弾性部材で形成されたストッパ部６０が取り付けられることで、プランジャ８０が形成される（図９（ｂ）参照
）。ストッパ部６０には図示しない取付孔が形成されており、当該取付孔と、首部５５及び突起部５６とが係合することで、ストッパ部６０がプランジャロッド５０から外れにくくなっている。

なお、ストッパ部６０の具体的な材質としては、例えば、ブチルゴムやシリコンゴムが採用できる。更には、スチレン系エラストマー、水添スチレン系エラストマーや、これにポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、α－オレフィン共重合体等のポリオレフィンや流パラ、プロセスオイル等のオイルやタルク、キャスト、マイカ等の粉体無機物を混合したものがあげられる。さらにポリ塩化ビニル系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ポリウレタン系エラストマーや天然ゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、ニトリル－ブタジエンゴム、スチレン－ブタジエンゴムのような各種ゴム材料（特に加硫処理したもの）や、それらの混合物等を、ストッパ部６０の材質として採用することもできる。また、ストッパ部６０は、後述のコンテナ７０内において摺動しながら射出液を加圧することから、ストッパ部６０とコンテナ７０の収容空間７５の内壁面７５ａとの間の摺動性を確保・調整する目的で、ストッパ部６０の表面やコンテナ７０の内壁面７５ａを各種物質によりコーティング・表面加工してもよい。そのコーティング剤としては、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、シリコンオイル、ダイヤモンドライクカーボン、ナノダイヤモンド等が利用できる。

次に、図１０に基づいてコンテナ７０について説明する。なお、図１０の左図（ａ）はコンテナ７０の断面図であり、右図（ｂ）はコンテナ７０の外観図である。コンテナ７０は、プランジャ８０によって加圧される射出液を収容する部材であり、その加圧された射出液を対象領域に対して射出するための流路を画定する部材である。その点を考慮して、コンテナ７０を形成する樹脂材料を採用でき、例えばアタッチメント３０と同種の樹脂材料を使用できる。

コンテナ７０は、射出液を収容可能な空間であってプランジャ８０のストッパ部６０が推進可能に形成された収容空間７５と、収容空間７５とコンテナ７０の外部とを繋ぐ流路７６を含むノズル部７１とを有する。ノズル部７１の先端側の外周は柱状に形成されている。なお、注射器アセンブリ１０においては、図５に示すようにプランジャ８０のストッパ部６０が収容空間７５内をノズル部７１方向（先端側方向）に摺動可能となるように、プランジャ８０とコンテナ７０との相対位置が決定される。そして、プランジャ８０のストッパ部６０とコンテナ７０との間に形成される空間が、射出液が封入される空間となる。ここで、コンテナ７０の流路は、ノズル部７１の先端面７３に開口し、射出口７７が形成されている。したがって、収容空間７５内をプランジャ８０が摺動することで、収容空間７５に収容されている射出液が加圧されて、流路７６を通って射出口７７より射出されることになる。

また、コンテナ７０に設けられた流路７６の内径は、収容空間７５の内径よりも細く形成されている。このような構成により、高圧に加圧された射出液が射出口７７から外部に射出されることになる。また、コンテナ７０の基端側には、コンテナ７０をアタッチメント３０に取り付けるための雄ネジ部７４が形成されている。雄ネジ部７４は、アタッチメント３０の雌ネジ部３６と螺合する。

なお、プランジャ８０のストッパ部６０の先端側の輪郭は、収容空間７５と流路７６とが接続する部位（収容空間７５の最奥部）近傍の内壁面７５ａの輪郭に概ね一致する形状となっている。これにより、射出液の射出時にプランジャ８０が摺動し、収容空間７５の最奥部に到達したときに、ストッパ部６０とコンテナ７０の内壁面７５ａとの間に形成される隙間を可及的に小さくでき、射出液が収容空間７５内に残り無駄となることを抑制す
ることができる。ただし、ストッパ部６０の形状は、本実施形態の注射器１において所望の効果が得られる限りにおいて、特定の形状に限定されるものではない。

ここで、注射器アセンブリ１０の組立について説明する。コンテナ７０の収容空間７５にプランジャ８０のストッパ部６０を最奥部まで挿入した状態で、コンテナ７０の射出口７７を射出液と連通させてプランジャ８０を引き戻す。ストッパ部６０と収容空間７５の内壁面７５ａは好適に密に接触しているため、その引き戻し動作によって収容空間内に負圧を発生させ、射出口７７から収容空間７５内に射出液を充填することができる。このときのプランジャ８０の引き戻し量は、その状態でコンテナ７０をアタッチメント３０に取り付けたときに、コンテナ７０から飛び出しているプランジャ８０（プランジャロッド５０）が第２領域３４を経て、第１領域３３（図８に示す領域３３ｂ）まで到達する程度の引き戻し量とされる。

収容空間７５に射出液を充填した状態のコンテナ７０をアタッチメント３０に取り付けた後に、そのアタッチメント３０に対してアクチュエータ２０を第１領域３３側から挿入される。アクチュエータ２０は、その先端部２１ｂの先端面が、アタッチメント３０の領域３３ｂの先端面３３ｃ（図８を参照）に突き当たるまで挿入され、このときアクチュエータ２０の中央部２１ａに設けられている雄ネジ部２６が、アタッチメント３０の雌ネジ部３８と螺合することで、アクチュエータ２０とアタッチメント３０が好適に結合される。そして、このときアクチュエータ２０に組み込まれているピストン４０の軸部材４１の凹部４４が、プランジャ８０の軸部材５１の突起部５４と嵌め合った状態となり、プランジャ８０はピストン４０によって先端側に向かって押し込まれていく。なお、ピストン４０のアクチュエータ２０の先端部２１ｂ内での固定力は、点火器２２による燃焼生成物から受ける圧力によっては、ピストン４０が十分に円滑に先端部２１ｂ内を摺動できる程度であり、且つ、注射器アセンブリ１０の組み立てに際しては、ピストン４０がプランジャ８０から受ける力に対しては十分に抗し、ピストン４０の位置が変動しない程度とされる。別法として、図６に示すようにピストン４０の第１フランジ４２の頂面が、アクチュエータ２０の燃焼室２０ａに面し、且つ燃焼室２０ａ側へ変位しないように、ピストン４０が位置すべき場所にストッパを形成してもよい。また、アタッチメント３０にアクチュエータ２０とプランジャ８０が組み立てられた際にピストン４０が移動するのを防ぐために、アクチュエータ２０の開口部２７の開口径をプランジャ８０の第１フランジ４０の直径よりも小さくすることで、プランジャ８０がピストン４０を基端部側に押さないような構造とし、プランジャ８０の位置決めは、第１フランジ４０がアクチュエータ２０の先端側端面に当たることで行われてもよい。

したがって、上記のようにコンテナ７０及びプランジャ８０が取り付けられたアタッチメント３０に対してアクチュエータ２０が取り付けられると、プランジャ８０はピストン４０から先端側に向かって進むように押し込まれ、コンテナ７０内においてプランジャ８０が所定の位置に位置決めされる。なお、このプランジャ８０の押し込みに応じて、射出液の一部が射出口７７から吐出される。

このようにプランジャ８０が最終位置に位置決めされると、注射器アセンブリ１０の形成が完了することになる。この注射器アセンブリ１０においては、コンテナ７０の収容空間７５におけるプランジャ８０のストッパ部６０の位置が機械的に決定される。このストッパ部６０の最終的な位置は、注射器アセンブリ１０において一義的に決定される位置であるから、注射器アセンブリ１０において最終的に収容空間７５内に収容される射出液の量、すなわち射出される射出液の量を、予め決められた所定量とすることが可能となる。

このように構成された注射器アセンブリ１０は、点火器２２の点火ピン２２ｂがハウジング２側のソケット７に嵌め込まれて、ハウジング２に装填されて、使用可能な注射器１
が準備できる（図１～図３を参照）。そして、使用可能状態となった注射器１による射出液の射出のための操作手順について、図１１に基づいて説明する。先ず、ユーザは、注射器１のハウジング２を片手で把持する（Ｓ１０１の処理）。このとき、ユーザの指先はハウジング２の前方に掛かった状態で、グリップ部２ａを把持した状態となっている。次に、ユーザは、第１スイッチ５を覆っている掌の部位、すなわち掌の親指付け根近くの部位を第１スイッチ５から離して例えば親指で第１スイッチ５を下方にスライド操作する（Ｓ１０２の処理）。このとき、ユーザは第１スイッチ５のスライド状態を継続する。そして、続くＳ１０３では、制御部８３が、第１スイッチ５のスライド状態が所定時間（例えば、３秒）継続したか否かを判断し、肯定判定されるとＳ１０４の処理へ進み、否定判定されるとスタンバイ状態に移らず再びＳ１０２以降の処理が行われる。所定時間継続して第１スイッチ５のスライド状態が継続されることによって、電源からの起動電流が内蔵基板の回路へ供給され、第２スイッチ６の押下操作が有効な状態となる。

そして、Ｓ１０４では、制御部８３により注射器１がスタンバイ状態とされる。このとき、ユーザが注射器１のスタンバイ状態を認知できるように、注射器１はランプ８１やスピーカ８２により所定の通知を行うようにしてもよい。その後、ユーザは、射出口７７を対象領域に接触させた状態で第２スイッチ６を押下する（Ｓ１０５の処理）。その結果、点火器２２へ着火電流が印加され、点火器２２が作動し、ピストン４０、プランジャ８０を介して、射出液が加圧され、その射出が実行され、対象領域内に射出液が注射されることになる（Ｓ１０６の処理）。

このように注射器１では、第１スイッチ５と第２スイッチ６に対するユーザの異なる段階的な操作内容が制御部８３に入力され、その適否が判断されて点火器２２の作動が制御されることになる。第２スイッチ６は、第１スイッチ５の操作判定が肯定された（Ｓ１０３のＹｅｓ）時点のスタンバイ状態（Ｓ１０４）で操作が有効になり、スタンバイ状態で第２スイッチ６が操作されると点火器２２へ着火電流が供給される。なお、注射器１は、スタンバイ状態に移行するまでは、注射器アセンブリ１０がハウジング２に正常に取り付けられているか否かに関わらず、第２スイッチ６の操作は無効とする。更に、注射器１における射出液の射出のための一連の操作においては、ハウジング２の把持時における第１スイッチ５の誤操作の抑制、及び第２スイッチ６の認識し易さに関する各スイッチの構成によって、注射器１における安全性の向上と安定した作動の両立が好適に実現されている。

ユーザは、そのような注射器１のハウジング２を片手で把持し、ハウジング２の後方に位置する第１スイッチ５を所定時間スライドさせ続けて注射器１をスタンバイ状態とする。その上で、ユーザは射出口７７を対象領域に接触させた状態で第２スイッチ６を押下することで点火器２２が作動し、ピストン４０、プランジャ８０を介して、射出液が加圧され、その射出が実行され、対象領域内に射出液が注射されることになる。

次に、注射器１における種々のエラー検知について説明する。図１２は、種々のエラーを検知する制御部８３の各機能を示すブロック図である。制御部８３は、マイコンを含んで構成されており、記憶手段（ＲＯＭ（Read Only Memory）等（不図示）に記憶されたプログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）（不図示）によって実行させることで各
機能を実現する。図１２に示すように、制御部８３は、機能部として、第１検知部８３ａと第２検知部８３ｂを有する。第１検知部８３ａは、注射器アセンブリ１０が取付孔９１の定位置まで物理的に挿入されていることを検知する機能部である。第２検知部８３ｂは、点火器２２に着火電流を供給するソケット７と点火器２２とを含む回路の導通状態を検知する機能部である。

まず、第１検知部８３ａによる検知方法について、図２を参照しつつ説明する。図２に
示すように、注射器アセンブリ１０が取付孔９１に定位置まで物理的に挿入されることで、取付孔９１の内径側面部の中心と反対側に判定用突起部９２が所定量だけ押し込まれる。これによって、判定用突起部９２の当該反対側に接続された板バネ９３が収縮され、感圧センサ９４に荷重がかかる。感圧センサ９４は、制御部８３内の所定回路（不図示）に接続されており、所定荷重がかかる場合に当該所定回路を導通するように構成されている。ここで、所定荷重は、注射器アセンブリ１０が取付孔９１に定位置まで物理的に挿入される場合に感圧センサ９４にかかる荷重である。第１検知部８３ａは、当該所定回路が導通したと判定した場合に、注射器アセンブリ１０が取付孔９１に定位置まで物理的に挿入されたと検知する。このように、第１検知部８３ａは、取付孔９１に挿入された注射器アセンブリ１０によって判定用突起部９２が没入方向に押動された際の判定用突起部９２の没入位置に基づいて注射器アセンブリ１０が取付孔９１に定位置まで物理的に挿入されていることを検知可能である。

次に、第２検知部８３ｂによる検知方法について、図２及び図６を参照しつつ説明する。上述したように、注射器アセンブリ１０が取付孔９１に定位置まで物理的に挿入された状態で、点火器２２の点火ピン２２ｂがソケット７に電気的に接続される。ここで、注射器アセンブリ１０が取付孔９１に定位置まで物理的に挿入された状態であっても、注射器アセンブリ１０が既に使用済みであるために点火器２２のブリッジワイヤ２９が切断されている場合と、点火ピン２２ｂに不具合が生じている場合とで点火器２２に着火電流を供給する回路が非導通状態となる。第２検知部８３ｂは、ソケット７とブリッジワイヤ２９と導電ピン２２ｂとを含む回路の導通状態を検知することで、ソケット７と点火器２２とを含む回路の導通状態を検知する。

また、注射器１は、ランプ８１やスピーカ８２によって、第１検知部８３ａ及び第２検知部８３ｂの検知結果に応じて異なる態様で検知結果をユーザに報知することができる。以下では、注射器アセンブリ１０が定位置まで物理的に挿入されていると第１検知部８３ａが検知したことを第１検知部８３ａがオン状態であると表記し、その逆を第１検知部８３ａがオフ状態であると表記する。また、ソケット７と点火器２２とを含む回路が導通状態であると検知したことを第２検知部８３ｂがオン状態であると表記し、その逆を第２検知部８３ｂがオフ状態であると表記する。

次に、図１３に基づいて、第１検知部８３ａ、第２検知部８３ｂによる検知方法とランプ８１による報知方法について説明する。注射器アセンブリ１０が取付孔９１に挿入されていない状態では、ランプ８１の消灯を維持する（Ｓ２０１）。注射器アセンブリ１０が取付孔９１の定位置まで挿入されていない状態（第１検知部８３ａがオフ状態；Ｓ２０２のＮｏ）には、ランプ８１の消灯を維持する（Ｓ２０１）。なお、第１検知部８３ａがオフ状態である場合には、第２検知部８３ｂもオフ状態である。

一方、注射器アセンブリ１０が取付孔９１の定位置まで挿入された状態（第１検知部８３ａがオン状態；Ｓ２０２のＹｅｓ）には、ランプ８１が青色に点灯する（Ｓ２０３）。また、注射器アセンブリ１０が取付孔９１の定位置まで挿入された状態における第２検知部８３ｂがオフ状態となる要因としては、注射器アセンブリ１０が使用済みであるため点火器２２のブリッジワイヤ２９が切断されている場合と、点火ピン２２ｂに不具合が生じている場合とが例示される。いずれの場合にも、第１検知部８３ａはオン状態であり、第２検知部８３ｂはオフ状態である。第２検知部８３ｂがオフ状態（Ｓ２０４のＮｏ）では、ランプ８１の青色点灯が維持される（Ｓ２０３）。このように、注射器１は、使用不能な状態である場合に、ランプ８１を青色に点灯する。

また、注射器アセンブリ１０が取付孔９１に定位置まで挿入され（第１検知部８３ａがオン状態；Ｓ２０２のＹｅｓ）、且つ、点火器２２のブリッジワイヤ２９が切断していな
い場合や点火ピン２２ｂに不具合がない場合には（第２検知部８３ｂがオン状態；Ｓ２０４のＹｅｓ）には、ランプ８１は青色に点滅する（Ｓ２０５）。このように、注射器１は、使用可能な状態である場合に、ランプ８１を青色に点滅する。

ユーザは、第１検知部８３ａ及び第２検知部８３ｂの両方がオン状態になった後で、図１１に示す操作手順を開始する。第１スイッチ５は、注射器アセンブリ１０が取付孔９１に定位置まで挿入され（第１検知部８３ａがオン状態）、且つ、点火器２２とソケット７とを含む回路の導通された状態（第２検知部８３ｂがオン状態）で、スライド操作が実行可能となる。このため、ハウジング２は、第１検知部８３ａまたは第２検知部８３ｂの少なくともいずれか一方がオフ状態である場合に、第１スイッチ５のスライド操作ができないようにするためのロック機構を有していてもよい。また、注射器１の制御部８３は、第１検知部８３ａまたは第２検知部８３ｂの少なくともいずれか一方がオフ状態である場合に第１スイッチ５のスライド操作による入力を無効と判定してもよい。このように、第１スイッチ５は、第１検知部８３ａ及び第２検知部８３ｂがいずれもオン状態である場合に操作可能となる。

注射器１は、ランプ８１の点灯態様によって、いずれかの不作動の原因が生じていることをユーザに容易に認識させることができる。これにより、ユーザは、注射器アセンブリ１０をハウジング２に取り付けた時点で、スイッチ類を操作することなく、注射器アセンブリ１０の取付状態と、注射器アセンブリ１０が使用可能な状態であることとを容易に認識することができる。また、注射器１は、第１スイッチ５が操作され（Ｓ１０３のＹｅｓ）、スタンバイ状態（射出準備完了状態、Ｓ１０４）となった場合にランプを青色以外に点滅させ、ユーザにスタンバイ状態となったことを報知してもよい。

＜その他の実施形態＞
以上、本開示の実施形態について説明したが、上述した種々の実施形態は可能な限り組み合わせることができる。また、上記実施形態では、駆動部の一例として点火器２２を例示したが本開示の技術はこれに限られない。駆動部としては、射出液に射出エネルギーを付与することができるものであれば、例えば、ソレノイドやその他の電気式アクチュエータを採用することができる。

また、上記実施形態では、第１検知部８３ａ及び第２検知部８３ｂの検知結果に応じて異なる態様でランプ８１が報知していたが、本開示の技術はこれに限られない。例えば、スピーカ８２が第１検知部８３ａ及び第２検知部８３ｂの検知結果に応じて異なる態様で報知してもよい。また、第１検知部８３ａがオン状態とオフ状態の場合とで、ランプ８１の点灯色を変更してもよい。同様に、第２検知部８３ｂがオン状態とオフ状態の場合とで、ランプ８１の点灯色を変更してもよい。

本明細書に開示された各々の態様は、本明細書に開示された他のいかなる特徴とも組み合わせることができる。

１ ：注射器
２ ：ハウジング
２ａ ：グリップ部
３ ：電源ケーブル
４ ：コネクタ
５ ：第１スイッチ
６ ：第２スイッチ
１０ ：注射器アセンブリ
２０ ：アクチュエータ
２１ ：ボディ
２２ ：点火器
２９ ：ブリッジワイヤ
３０ ：アタッチメント
３１ ：ボディ
４０ ：ピストン
５０ ：プランジャロッド
５１ ：軸部材
５２ ：縮径部
６０ ：ストッパ部
７０ ：コンテナ
７１ ：ノズル部
７５ ：収容空間
７６ ：流路
７７ ：射出口
８０ ：プランジャ
８１ ：ランプ
８２ ：スピーカ
８３ ：制御部
８３ａ ：第１検知部
８３ｂ ：第２検知部
９０ ：取付ホルダ
９１ ：取付孔
９２ ：判定用突起部
９３ ：板バネ
９４ ：感圧センサ

Claims (4)

1. 注射針を介することなく注射目的物質を対象領域に射出する無針注射器であって、
   前記注射目的物質が収容された注射器カートリッジと、
   前記注射器カートリッジが取り付けられる筒状の取付ホルダを有し、該取付ホルダに前記注射器カートリッジが着脱可能な注射器筐体と、
   を備え、
   前記注射器カートリッジは、
   前記注射目的物質が収容される収容空間を有するとともに該注射目的物質が前記対象領域に対して射出されるように流路を画定する収容部と、
   駆動電流が供給されることによって、前記注射目的物質を射出するための射出エネルギーを付与する駆動部と、
   を有し、
   前記注射器筐体は、
   前記注射器カートリッジが前記取付ホルダの内側に形成された取付孔の定位置まで物理的に挿入されていることを検知する第１検知部と、
   前記駆動部に前記駆動電流を供給する端子部と該駆動部とを含む回路の導通状態を検知する第２検知部と、
   前記第１検知部及び前記第２検知部による検知結果をユーザに報知する報知部と、
   起動電流を内蔵基板の回路へ供給するための第１のスイッチであって、前記第１検知部及び前記第２検知部がいずれもオン状態である場合に操作可能となる第１のスイッチと、
   前記駆動部に前記駆動電流を供給することで該駆動部を作動させる第２のスイッチと、
   を有する、
   無針注射器。
2. 前記駆動部は、ブリッジワイヤと該ブリッジワイヤに電気的に接続された導電ピンとを有し、前記駆動電力が供給されることで点火薬を燃焼させて前記射出エネルギーを生成する点火装置であり、
   前記端子部は、前記取付孔に前記注射器カートリッジが定位置まで挿入された際に前記導電ピンと接続されるように構成されており、
   前記第２検知部は、前記端子部と前記ブリッジワイヤと前記導電ピンとを含む回路の導通状態を検知する、
   請求項１に記載の無針注射器。
3. 前記報知部は、前記第１検知部及び前記第２検知部の検知結果に応じて異なる態様で該検知結果をユーザに報知する、
   請求項１又は請求項２に記載の無針注射器。
4. 前記注射器筐体は、前記取付孔の内径側面部の中心に向かって付勢され且つ出没自在に配設された判定用突起部を有し、
   前記第１検知部は、前記取付孔に挿入された前記注射器カートリッジによって前記判定用突起部が没入方向に押動された際の該判定用突起部の没入位置に基づいて前記注射器カートリッジが前記取付孔に定位置まで物理的に挿入されていることを検知可能である、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の無針注射器。

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