JP4904283B2 - 無針注射器 - Google Patents

Description

本発明は、無針注射器の分野に関する。

薬剤の注射は、一般には、針を備えた注射器を使用して行われる。針を備えた注射器に付随するさまざまな問題として、注射を受ける被注射者の間での感染、注射に伴う痛み、針が折れうること、注射される被注射者の中での脱落などがある。被注射者の中で針が折れると、被注射者の身体に影響が及ぶだけでなく、経済的な影響も大きい。

現在使用されている針を備えた注射器に付随する問題を回避する試みの中で、無針注射器の開発努力がますます進められている。そのような無針注射器は、一般には、液体を皮膚に貫通させるための十分なエネルギが提供されるように、外部のガス供給源（gas supply）によって動作する。外部のガス供給源が必要であることは使用者にとって不都合であり、なぜなら、外部のガス供給源は扱いづらく、オフィス、実験室、納屋といった囲まれた環境の中での使用には適さないことがあるためである。また、このようなタイプの外部動力源を保管しておくのは不便なことがある。さらには、従来の無針注射器は、一般にはデザインが複雑であり、結果として製造コストが高い。

従って、改良された無針注射器のニーズが存在している。

上記の背景情報は、出願人が本発明に関連しうるものと考える情報を明らかにしておくことを目的として記載した。出願人は、上記の情報が本発明の先行技術であるとは必ずしも考えておらず、またそのように解釈されないものとする。

本発明の目的は、無針注射装置を提供することである。本発明の１つの態様によると、動物もしくは人間、またはその両方への投与を目的として、薬剤を加圧下で投薬リザーバ（dosing reservoir）から出口孔を通じて送り込む無針注射装置のうち、投薬リザーバに摺動自在に受け入れられており、薬剤を孔を通じて放出するために前方に動くことができるプランジャ、を備えているタイプの無針注射装置であって、改良点として、無針注射装置に配置されている作動装置を備えており、作動装置が、気密室（gas tight chamber）と、気密室に摺動自在に受け入れられておりかつ前方ポジションと後方ポジションとの間で動くことのできるピストン・ロッドアセンブリと、ピストン・ロッドアセンブリを前方ポジションの方に付勢する、気密室の中の充填ガスと、ピストン・ロッドアセンブリを充填ガスに逆らって後方ポジションに動かす手段と、ピストン・ロッドアセンブリを後方ポジションで解放自在に保持するトリガーと、を備えており、前記トリガーは、第１の端部と第２の端部とを有するトリガーレバーであって、旋回軸部材を中心に旋回可能であり、前記第１の端部においてプッシュロッドに結合されているトリガーレバーを備えており、前記トリガーレバーの前記第２の端部に下向きの力がかかると、前記トリガーレバーが前記旋回軸部材を中心に旋回して前記第１の端部が持ち上がることにより前記プッシュロッドが作動部材から外れ、従って、前記ピストン・ロッドアセンブリが前記後方ポジションから前記前方ポジションに動き、トリガーを作動させることによって、ピストン・ロッドアセンブリが解放されて充填ガスによって前方ポジションに動き、従って、プランジャが前方に動いて薬剤を出口を通じて放出させるのに十分な力、において直接的または間接的にプランジャに衝突し、前記気密室は前記充填ガスの漏れを最小化しまたは阻止して前記充填ガスを加圧された状態に維持するよう構成された、無針注射装置、が提供される。

本発明の１つの実施形態によると、ピストン・ロッドアセンブリのピストンの周囲は、気密室の内面に接触する外縁部を画成しており、従って、ピストンは、気密室の膨張部分（extension portion）および圧縮部分を定義している。

本発明の別の実施形態によると、無針装置は、ピストン・ロッドアセンブリのロッドをプランジャに連結している隙間連結器（gap-coupling）を備えており、この隙間連結器は、ピストン・ロッドアセンブリが後方ポジションにあるときにロッドとプランジャとの間の隙間距離を維持するように構成されている。隙間連結器は、隙間連結器をロッドに取外し自在に取り付けている第１の端部と、プランジャに摺動自在に係合している第２の端部と、を備えていることが好ましい。

本発明の特定の実施形態によると、装置は、ピストン・ロッドアセンブリを充填ガスに逆らって動かす手動手段を含んでおり、この手動手段は、（ａ）無針注射装置に旋回自在に結合されており、第１の閉ポジションから第２の開ポジションに旋回することのできるハンドルと、（ｂ）ハンドルに旋回自在に取り付けられているプッシュロッドと、（ｃ）ピストン・ロッドアセンブリのロッドに動作的に関連付けられており、プッシュロッドとの係合に応答して動くように構成されている作動部材と、を備えており、ハンドルが第１の閉ポジションから第２の開ポジションに動かされると、プッシュロッドが作動部材と係合し、ハンドルが閉ポジションに戻されるときに、押す力がプッシュロッドに伝わり、プッシュロッドがその押す力を作動部材に伝えて、ピストン・ロッドアセンブリを前方ポジションから後方ポジションに動かす。

本発明の代替実施形態によると、手動手段は、無針注射装置に旋回自在に結合されており、第１の閉ポジションから第２の開ポジションに旋回することのできるハンドルと、ピストン・ロッドアセンブリのロッドに動作的に関連付けられている作動部材と、ハンドルにかかる力を、ハンドルに動作的に関連付けられている歯車アセンブリに伝える力伝達手段と、を備えており、ハンドルが第１の閉ポジションから第２の開ポジションに動かされると、歯車アセンブリが、ハンドルの動きによって発生する力を作動部材に伝えて、ピストン・ロッドアセンブリを前方ポジションから後方ポジションに動かす。

あるいは、ピストン・ロッドアセンブリを動かす手段は、電動手段（例：ＤＣ電源、ＡＣ電源）である。

本発明の別の実施形態によると、無針注射装置は、モーターによって駆動される歯車アセンブリと、ピストン・ロッドアセンブリのロッドに動作的に関連付けられている作動部材と、をさらに備えており、モーターが歯車アセンブリに力を伝え、歯車アセンブリが力を作動部材に伝えて、ピストン・ロッドアセンブリを前方ポジションから後方ポジションに動かす。

本発明の別の特定の実施形態によると、トリガーは、第１の端部と第２の端部とを有するトリガーレバーであって、旋回軸部材を中心に旋回可能であり、第１の端部においてプッシュロッドに結合されている、トリガーレバー、を備えており、トリガーレバーの第２の端部に下向きの力がかかると、トリガーレバーが旋回軸部材を中心に旋回して第１の端部が持ち上がることによりプッシュロッドが作動部材から外れ、従って、ピストン・ロッドアセンブリが後方ポジションから前方ポジションに動く。

本発明の別の態様によると、動物・人間に薬剤を注射する方法であって、（ａ）本文書に記載されている作動可能な状態にある無針注射装置であって、投薬室の中に薬剤を有する、無針注射装置、を用意するステップと、（ｂ）注射装置の出口孔を、動物に投与部位に配置するステップと、（ｃ）薬剤が出口孔を通じて放出されるように注射装置をトリガーするステップと、を含んでいる、方法、が提供される。

本発明の別の態様によると、本文書に記載されている無針注射装置を使用するためのキットであって、（ａ）無針注射装置と、（ｂ）無針注射装置を使用するための説明書と、を備えている、キット、が提供される。

以下の詳細な説明において、太字の数字は、本発明のさまざまな実施形態を描いてある図面に関連して説明および参照しているコンポーネント部分であることを示している。なお、本発明のさまざまな実施形態の説明において、同一・相当の要素は同一の参照数字によって表してある。さらに、図面によっては、簡潔にするためいくつかの部品を省いてある。

以下に詳しく説明するように、本発明は、加圧下で薬剤を人間または動物に注射する無針注射装置を提供する。本発明の装置は、標準的な無針注射装置の特徴構造のいくつかとして、薬剤の投薬リザーバと、投薬リザーバにおける出口孔（動物または人間に投与されるように薬剤がこの出口孔を通じて放出される）とを備えている。この技術分野において公知である、ある種の無針注射装置と同様に、本発明の装置は、投薬リザーバに摺動自在に受け入れられているプランジャを利用し、このプランジャは、薬剤が出口孔を通じて放出されるように前方に動くことができる。本発明の装置においては、これらの特徴構造と作動装置とを組み合わせ、この作動装置は、ピストン・ロッドアセンブリが中に摺動自在に受け入れられている気密室と、ピストン・ロッドアセンブリを前方ポジションの方に付勢する、気密室の中の充填ガスと、ピストン・ロッドアセンブリを充填ガスに逆らって後方ポジションに動かす手段と、ピストン・ロッドアセンブリを後方ポジションで解放自在に保持するトリガーと、を備えている。トリガーが解放されると、ピストン・ロッドアセンブリが前方ポジションに動き、プランジャが前方に動いて投薬リザーバから薬剤が放出されて処置対象の人間または動物の皮膚を貫くのに十分な力、において、直接的または間接的にプランジャに衝突する。

この無針注射装置の全体または一部は、持ち運び可能な（例：手持ち式）寸法とすることが好ましく、それにより使用者は、複数の被注射者（例：人間または動物）の間で移動して注射を実施することができる。あるいは、無針装置の全体または一部を、構造物（例：注射ステーション）に永久的または取外し自在に取り付けることができ、それにより使用者は、被注射者を注入ステーションに呼んで注射を受けさせることができる。特定の用途においては、装置のうちの投薬部分のみを、使用者が手で持てる寸法とすることも有利であろう。この実施形態においては、作動部分は、依然として投薬部分に動作的に関連付けられている。

図１〜図１０を参照する。無針注射装置は、液体（例：薬剤）を受け入れるための投薬リザーバ１６を備えている。リザーバ１６は、ノズル１７を持つ出口孔を備えている放出端部を有し、このノズルを通じてリザーバ内の液体を放出させて動物または人間に投与することができる。オプションとして、ノズル１７は、投薬リザーバ１６の放出端部に、例えばねじ込み方式によって取外し自在に取り付けられている。オプションとして、リザーバ１６は、液体を受け入れるための入口開口を有する。投薬リザーバ１６は、ある範囲の体積の液体が収容されるような寸法とすることができる。さらには、異なる体積または異なる液体に適するリザーバとして、寸法および材料の少なくとも一方が異なるリザーバを用途に応じて容易に使用できるように、投薬リザーバ１６を取り外し可能とすることができる。

投薬リザーバの放出端部のほぼ反対側は、投薬リザーバ内の液体を出口孔を通じて放出させるための放出手段である。本発明の１つの実施形態においては、この放出手段は、図２に示したように、投薬リザーバ１６に摺動自在に受け入れられておりかつ後方ポジションと前方ポジションとの間で可動であるプランジャ１５である。プランジャ１５は投薬リザーバ１６にちょうど収まる寸法を有し、従って、自身が後方ポジションから前方ポジションに動くことによって投薬リザーバ１６内の液体が放出される。後方ポジションから前方ポジションへのプランジャ１５の動きは、作動装置４０によって制御される。

作動装置４０は、無針注射装置のハウジング１の中に配置されている。作動装置４０のコンポーネントは、一般には、耐久性のある材料、例えば、鋼、ステンレス鋼、合金のうちの１つ以上（ただしこれらに限定されない）から形成されている。無針注射装置のコンポーネントは、一般には、耐久性のある材料、例えば、鋼、ステンレス鋼、合金、炭素繊維、複合プラスチックのうちの１つ以上（ただしこれらに限定されない）から形成されている。

本発明の１つの実施形態によると、ハウジング１は、使用者が手で持つようにされており、オプションとして、コネクタ２２を介して延長ハンドル２を受け入れるようにされている。あるいは、作動装置４０をハウジング１の外面に配置することができる。投薬リザーバ１６は、オプションとして、例えばねじ込み方式によってハウジング１に取外し自在に取り付けられる。

本発明の代替実施形態においては、ハウジング１は、使用者が手で持つようにではなく、使用者が着用するベルトに取り付けられるように、あるいはバックパックなどの中に保持されるように構成されている。あるいは、ハウジング１は、構造物に取外し自在に取り付けられるようにされている。いずれの場合にも、作動装置４０は、使用時に無針注射装置の投薬部分に依然として動作的に関連付けられている。

作動装置４０は、気密室４を備えており、この気密室４の中にはピストン・ロッドアセンブリ３２が往復自在に配置されており（reciprocally disposed）、前方ポジションと後方ポジションとの間で動くことができる。本文書において使用する用語「気密室」は、一般的には、ピストン・ロッドアセンブリが往復自在に配置されている室を意味する。気密室は、中に含まれているガスまたは混合ガスが加圧された状態に維持されるように、加圧されたガスまたは混合ガスの漏れが最小になる、または阻止されるようにされている。

ピストン・ロッドアセンブリ３２は、ピストン部分６０とロッド部分３０とを含んでいる。ピストン６０の形状は、気密室４の内側の形状にほぼ対応している。本発明の特定の実施形態においては、図３Ａ、図３Ｂ、および図３Ｃに示したように、気密室４は実質的に円筒形であり、内側の断面がほぼ円である。ピストン・ロッドアセンブリ３２のピストン６０はほぼ円盤形状であり、ピストン６０の周囲は、気密室４の内面６４に接触する外縁部６２を定義しており、従って、気密室４の中にはピストン６０によって膨張（extension）部分Ｅと圧縮部分Ｃとが画成される。ピストン６０の周囲はシール部材６６によって画成することができ、シール部材６６はＯリングとすることができる。ピストン６０は、膨張部分Ｅと圧縮部分Ｃとの間を流体連通させるための貫通通路（図示していない）をさらに備えている。この通路は、ピストン・ロッドアセンブリ３２が室４の中で後方ポジションから前方ポジションに高速で動くことができるような寸法である。この通路の形状・配置は、従来のガス封入ばね（gas-charged spring）あるいはガス封入ショックアブソーバに見られるものに類似しているが、後者では、ピストン内の（１つ以上の）通路は、室の中でのピストン・ロッドアセンブリの動きを減衰あるいは減少させるような寸法である。

１つの実施形態においては、ピストン６０には、ピストン６０の直径の約１／３（比１：３）の直径を有するほぼ円形の通路が貫通している。熟練者には、ピストン６０の直径に対する円形通路の直径の比を変更できることが理解されるであろう。例えば、比が１：６であり、上述した比１：３の場合と比較して通路直径が小さい場合、ピストン・ロッドアセンブリ３２の速度は減少する。速度を減少させることにより、通常ならば大きな動物または大人に使用される充填ガスを、小型の動物や子供への注射に使用することができる。その一方で、比が１：１に近づくと、上述した比１：３の場合と比較してピストン・ロッドアセンブリ３２の速度が増す。そのような１：１の形状構成においては、ピストン・ロッドアセンブリが前方ポジションに動くときに室４の端部が破損することがないように、気密室４を十分に強い材料によって構築する。

ピストン・ロッドアセンブリ３２のロッド３０は、室４の中に開口６８を通って配置されている。ロッド３０と、室４の開口６８付近に配置されているシール手段７０との相互作用により、室４からの充填ガスの漏れが最小になる、または阻止されるようにシールが提供される。特定の実施形態においては、シール手段７０はＯリングである。

本発明の別の実施形態によると、室４には、開口６８の横に配置されている補強部材７２が設けられている。補強部材７２は、室４の壁とロッド３０とに支持を提供するように作用する。

室４は、（図３Ａに示したように）ピストン・ロッドアセンブリ３２をその前方ポジションの方に付勢するための充填ガスを含んでいる。本文書において使用する用語「充填ガス」は、一般的には、気密室４に含まれている加圧されている不活性ガス、または２種類以上の不活性ガスの、加圧されている混合物を意味する。本発明の無針注射装置の作動装置において使用するのに適する不活性ガスの例としては、窒素、二酸化炭素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、およびこれらの混合物が挙げられる（ただしこれらに限定されない）。不活性ガスの選択は、さまざまな要因（例：用途、コスト、使いやすさ）に依存する。実際には、実験的試験を使用して、選択するガスまたは混合ガスの適合性を確認することができる。そのような試験においては、達成される注射の深さを測定し、従来の針（業界標準）を用いて注射を実施するときの深さ、もしくは、製薬会社によって推奨される薬剤の挿入深さ、またはその両方と比較することにより、適合性を判定することができる。不活性ガスは窒素であることが有利である。充填ガスを室４に入れる手段としては従来の手段を使用することができ、そのような手段は熟練者に公知である。

気密室４の中の充填ガスの圧力は、周囲の大気圧よりも高く、従って、（図３Ａに示したように）ピストン・ロッドアセンブリ３２が前方ポジションに付勢される。適切なガス圧力およびガスの種類の選択は、最終的には注射装置の用途に依存する。気密室の中の充填ガスの圧力は、１００Ｎ〜５０００Ｎの力によって薬剤が放出されるように選択するのが有利である。現在使用されているある種の無針注射装置と同様に、発生する力を、例えば、５０Ｎずつ増すように（例：１００Ｎ、１５０Ｎ、２００Ｎ、…、４５５０Ｎ、５０００Ｎ）調整することができる。しかしながら、被注射者の皮膚を貫通させるのに必要な力に応じて、１００Ｎ〜５０００Ｎの間の任意の力を選択できることが、熟練者には明らかであろう。この力は、充填ガスの圧力を調整することによって調整することができる。

ピストン・ロッドアセンブリ３２を前方ポジションから後方ポジションに動かすと、ピストン・ロッドアセンブリ３２を前方に付勢するように作用するガスの圧力が増す。ピストン・ロッドアセンブリ３２に対する圧縮ガスの反発力は、充填ガスの圧力と、ピストン・ロッドアセンブリ３２のうち圧縮ガスに接している表面積とに関連する。

本発明の実施形態によると、作動装置４０は、ピストン・ロッドアセンブリ３２と室４の内側との相互作用を潤滑する潤滑剤を含んでいる。潤滑剤は、ピストン・ロッドアセンブリ３２のロッド３０と、室４の開口６８におけるＯリング６６との間のシール相互作用も高めることができる。室４からの充填ガスもしくは潤滑剤、またはその両方の消失は、ロッド３０とシール部材７０とのシール相互作用によって最小にされる、または阻止される。潤滑剤（存在する場合）の特性は、作動装置４０の基本的な用途と、作動装置４０が使用される条件とに依存することが、当業者には理解されるであろう。１つの例において、潤滑剤の量および粘性は、気密室４の中でのピストン・ロッドアセンブリ３２の後方ポジションから前方ポジションへの動きが、潤滑剤の存在によって大幅に弱まることがないように選択する。例えば、少量の軽量オイルでは、大量のオイルあるいは重いオイルよりも、ピストン・ロッドアセンブリ３２の動きが弱まりにくい。これに対して、熟練した使用者が、ピストン・ロッドアセンブリ３２の速度を下げる必要がある場合（例えば高圧の充填ガスを使用するときに必要となり得る）、より大量のオイルまたは粘性の高いオイルを使用する。

作動装置を無針注射装置に取り付けるとき、図３Ｂに示したように、ピストン・ロッドアセンブリをわずかに圧縮させることができる。このわずかな圧縮は、ピストン・ロッドアセンブリ３２の周囲に潤滑剤が広がるのを助ける。

本発明の１つの実施形態においては、注射装置の作動部分および投薬部分は互いに直接的に取り付けられている。この実施形態においては、隙間連結器１３が、ピストン・ロッドアセンブリ３２のピストン３０をプランジャ１５に連結している。隙間連結器１３は、ピストン・ロッドアセンブリ３２が後方ポジションにあるときに、ロッド３０とプランジャ１５との間の隙間距離Ｘを維持する。隙間連結器１３はロッド３０に取外し自在に取り付けられており、プランジャ１５と摺動自在に係合している。図４Ａ、図４Ｂ、および図４Ｃに示したように、プランジャ１５は、隙間連結器１３の開口を貫いて嵌まっており、隙間連結器１３の一方の端部に摺動自在に受け入れられている。反対側の端部では、隙間連結器１３はコネクタ１２に取り付けられており、コネクタ１２はロッド３０に結合されている。代替実施形態においては、隙間連結器１３はピストン・ロッドアセンブリ３２に直接的に取り付けられており、コネクタは必要ない。ピストン・ロッドアセンブリ３２が後方ポジションにあるときにピストン・ロッドアセンブリ３２とプランジャ１５との間の隙間距離Ｘが維持されるならば、隙間連結器１３とロッド３０およびプランジャ１５とをさまざまな方法によって連結できることが、熟練者には明らかであろう。この配置構成では、ピストン・ロッドアセンブリ３２が解放されて充填ガスによって前方ポジションに動いたとき、アセンブリ３２がプランジャ１５に「直接」衝突する。

場合によっては、注射装置の作動部分を投薬部分から離して配置することが望ましいことがある（図８および図９を参照）。この構成は、例えば、作動装置が重く、従って、使用者が遠隔部分２０２における作動部分を腰や背中に担持する、あるいは肩から吊り下げるなどの方が楽であるときに有利であり得る。この実施形態においては、手持ち部分２００は、投薬室１６と、プランジャ１５と、ノズル１７とを含んでいる。そのような配置構成の無針注射装置においては、ピストン・ロッドアセンブリ３２が動くことによって発生する力をプランジャ１５に伝える伝達手段１００が、装置全体に組み込まれている。この配置構成では、ピストン・ロッドアセンブリ３２が解放されて充填ガスによって前方ポジションに動いたとき、アセンブリ３２はプランジャ１５に「間接的に」衝突する。具体的には、トリガーの作用によってピストン・ロッドアセンブリ３２が解放されて充填ガスによって前方ポジションに動くことにより、伝達手段１００に力が加わり、伝達手段１００がその力をプランジャ１５に伝える。そのような例においては、隙間連結器１３は、伝達手段１００をプランジャ１５に連結する（図８）、またはピストン・ロッドアセンブリ３２のピストン３０を伝達手段１００に連結する（図９）。隙間連結器１３は、ピストン・ロッドアセンブリ３２が後方ポジションにあるときの、伝達手段１００とプランジャ１５との間の隙間距離Ｘ（図８）、またはピストン３０と伝達手段１００との間の隙間距離Ｘ（図９）を維持する。伝達手段１００は、例えば、閉じた液圧ホース、ケーシングで覆われているフレキシブルなマルチリンクケーブル／シャフト（flexible multi-link cable/shaft）などの形式をとることができる。

適切な隙間距離Ｘは、装置がトリガーされてプランジャ１５に直接的または間接的に衝突する前のピストン・ロッドアセンブリ３２の速度が最大になるように選択する。これにより、装置の孔端部における液体に対して利用できる衝撃力が最大になる。この衝撃力は装置の動作にとって重要であり、なぜなら、薬剤を皮膚および皮下組織を送り込むための穴）この力によって形成されるためである。また、隙間距離Ｘにより、大型の動物に比較的低い圧力を使用して注射を行うことができ、なぜなら、皮膚および皮下組織を貫通させるのに必要な衝撃が、薬剤の残りの投薬量を対象の組織内に注射するのに必要な圧力よりもずっと大きいためである。これにより、従来の無針注射装置と比較して、注射器がより安全になり、注射を受ける被注射者の痛みがずっと小さくなる。比較として、注射時に一定の圧力で動作する注射器では、トリガーされて皮膚および皮下組織を貫通させるための圧力と、注射する液体を送り込むための圧力は同じである。このプロセス中に使用者が装置の孔端部を動かしたりすべらせたりすると、外科用メスのように被注射者の肉が切れることがあり、場合によっては重大な外傷につながる。隙間連結器１３を含めることによって、圧力がスパイク状に送り込まれ、すなわち、衝突時、圧力は皮膚を貫通するのに必要なレベルまで急上昇するが、降下した後に注射の残りを行う（図１０を参照）。

隙間距離Ｘが小さすぎると、ピストン・ロッドアセンブリ３２は最大速度に達することができず、衝撃が小さくなり、貫通に利用できる、孔における力が小さくなる。隙間距離Ｘを大きくした場合には、衝撃圧力に対する影響は極めて小さく、なぜなら、すでに最大速度に達しており、従って孔端部において最大の力に達しているためである。

本発明の１つの実施形態においては、隙間距離Ｘは固定距離である。１つの例においては、隙間距離は３／８インチである。代替実施形態においては、装置の用途に応じて隙間距離を変えることができるように、使用者が隙間連結器を調整することができる。別の代替実施形態においては、隙間連結器はロッド３０と一体化されている。

動作時、ピストン・ロッドアセンブリ３２が後方ポジションから前方ポジションに動いて隙間距離Ｘだけ移動した後、ロッド３０の衝突端部が、直接的に（図２、図４、および図５を参照）、または伝達手段１００を介して間接的に（図８および図９を参照）、プランジャ１５の後端部に衝突する。すると、プランジャ１５が投薬リザーバ１６の中で後方ポジションから前方ポジションに動き、これにより液体が投薬リザーバ１６からノズル１７を通じて放出される。

本発明の無針注射装置の作動装置４０は、ピストン・ロッドアセンブリ３２を気密室４の中の充填ガスに逆らって前方ポジションから後方ポジションに動かす手段、をさらに備えている。アセンブリ３２を動かすこの手段を使用することによって、使用者は、注射装置を注射できる状態にする目的で、注射装置を「装填する」ことができる。ピストン・ロッドアセンブリ３２を動かす手段は、電動手段または手動手段とすることができる。

本発明の特定の実施形態によると、ピストン・ロッドアセンブリ３２を動かす手段は、電動手段である。そのような電動手段は、ＤＣ（オプションとして充電可能な）電源もしくはＡＣ電源、またはその両方を含んでいることができる。１つの例においては、モーターが、専用アセンブリに、またはブラケットの中に、取外し自在に取り付けられている。

本発明の代替実施形態によると、ピストン・ロッドアセンブリ３２を動かす手段は、手動手段である。図５は、そのような手動手段の１つの例を示している。ハンドル３は、無針注射装置のハウジング１に旋回自在に結合されており、（図５Ａに示した）第１の閉ポジションから、（図５Ｂに示した）第２の開ポジションまで旋回することができる。ハンドル３にはプッシュロッド５０が旋回自在に取り付けられている。プッシュロッド５０は長さを固定とするか、または長さを変更できるように構成することができる。例えば、図５に示したプッシュロッド５０は、ねじ受入れ本体８の中に受け入れられているねじ込み部材１０を含んでいる。ねじ受入れ本体８の中にねじ込み部材１０をねじ込む、および緩めることによって、それぞれ、プッシュロッド５０の長さが減少する、および増大する。

図８および図９は、手持ち部分２００から距離をおいて配置される遠隔部分２０２を備えている、本発明の注射装置を示している。本発明のこの実施形態によると、ピストン・ロッドアセンブリ３２を動かす手段は、上述したように、電動手段または手動手段とすることができる。さらに、電動手段または手動手段は、遠隔部分２０２または手持ち部分２００のいずれかに取り付けることができる。

動作時、ハンドル３を第１の閉ポジション（図５Ａ）から第２の開ポジション（図５Ｂ）に動かすことによって、プッシュロッド５０が作動部材１１と係合する。作動部材１１は、ピストン・ロッドアセンブリ３２のロッド３０に動作的に関連付けられており、すなわち、自身の動きに対応してピストン・ロッドアセンブリ３２が充填ガスに逆らって前方ポジションから後方ポジションに動く。この動きによって注射装置が「装填される」または作動可能な状態になる。

図１、図２、図４、図５、図６、図７、図９に示した本発明の特定の実施形態においては、作動部材１１はコネクタ１２を介して隙間連結器１３に取り付けられており、コネクタ１２はロッド３０に取外し自在に取り付けられている。図８においては、作動部材１１およびコネクタ１２は、ロッド３０と、力を伝える手段１００とに取外し自在に取り付けられており、手段１００は第２のコネクタ１２を介して隙間連結器１３に取り付けられている。ハンドル３を第１の閉ポジションから第２の開ポジションに動かすと、プッシュロッド１０が作動部材１１における切欠８０と係合する。ハンドル３を第２の開ポジションから元の第１の閉ポジションに動かすと、押す力が作動部材１１に伝えられ、作動部材１１が、コネクタ１２の動きを介してピストン・ロッドアセンブリ３２を前方ポジションから後方ポジションに動かす。代替実施形態においては、作動部材１１はピストン・ロッドアセンブリ３２に直接結合されている。

ピストン・ロッドアセンブリ３２は、後方ポジションに移動すると、トリガーによって所定の位置に保持される。トリガーは、ピストン・ロッドアセンブリ３２を後方ポジションに維持する機構であって、使用者がこのトリガーを作動させると、ピストン・ロッドアセンブリ３２がその後方ポジションから解放され、圧縮されている充填ガスによって発生する圧力のために前方ポジションに動く。

本発明の１つの実施形態によると、使用者がトリガーを作動させることにより、プッシュロッド５０が作動部材１１から外れる。図２に示した特定の実施形態においては、トリガーは、第１の端部９２と第２の端部９４とを有するトリガーレバー５を備えており、このレバー５は、旋回軸部材２４を中心に旋回することができる。トリガーレバー５は、第１の端部９２においてプッシュロッド５０に結合されている。例えばボタン７によって第２の端部９４に下向きの力がかかると、トリガーレバー５が旋回軸部材２４を中心に旋回して第１の端部９２が持ち上がり、これによってプッシュロッド５０が作動部材１１から外れる。プッシュロッド５０が作動部材１１から外れると、ピストン・ロッドアセンブリ３２が前方に動ける状態となる、すなわち、圧縮されている充填ガスに応答してピストン・ロッドアセンブリ３２がその後方ポジションから前方ポジションに動くことを止めるあるいは速度を低減させるものが存在しない。遠隔部分２０２と手持ち部分２００とを備えている装置の場合には、使用者によるトリガーの作動は、遠隔部分２０２または手持ち部分２００のいずれか、または両方において行うことができる。図８および図９に示したように、レバー２２０は、手持ち部分２００における従来のフィンガートリガーであり、トリガーケーブル２０６を介して遠隔部分２０２に結合されている。トリガーケーブル２０６は、例えば鋼ケーブルであり（ただしこれに限定されない）、オプションとしてプラスチックハウジングの中に摺動自在に収容されている。さまざまなタイプのケーブルがトリガーケーブル２０６として使用するのに適していることが、熟練者には明らかであろう。

本発明の注射装置とは対照的に、従来の注射器では、注射が完了するまでトリガーを押し続ける必要があった。そのような注射器においては、使用者がトリガーを押すことを止めると、注射プロセスが中断する。従って、これらの従来の装置では、使用者がトリガーを誤って使用することによって、薬剤の望ましい投薬量が完全に投与されないことがある。

本発明の１つの実施形態によると、注射装置はトリガーガード２３を含んでおり、このガード２３は、作動可能な状態にある装置が誤ってトリガーされる可能性を最小にする、または排除するように設計されている。

本発明の別の実施形態によると、注射装置は、使用時にラッチ解除されるまでハンドル３を第１の閉ポジションに維持する固定ラッチを含んでいる。この固定ラッチは、ハンドル３の下面における下向きの可動フックを備えていることができ、このフックは、ハウジング１の外面における上向きのフックと相互作用する。下向きのフックを動かすことによって固定ラッチが解放され、ハンドル３を第２の開ポジションに動かすことができる。あるいは、固定ラッチは、ハウジング１の外面における押下げ可能なノブを受け入れるための、ハンドル３における溝を備えていることができる。ノブを押し下げることによって固定ラッチが解放され、ハンドル３を第２の開ポジションに動かすことができる。

図１１〜図２１および図２２〜図２５は、本発明の代替実施形態による無針注射装置を示しており、この無針注射装置は、ピストン・ロッドアセンブリをその前方ポジションから後方ポジションに動かすための手動手段または電動手段を含んでいる。いずれの場合にも、この装置は、作動装置を装填するため、注射装置に加えられる力を伝達するもしくは増幅する、またはその両方を行う手段を含んでいる。本発明の特定の実施形態によると、加えられる力を伝達するもしくは増幅する、またはその両方を行う手段は、歯車アセンブリを備えており、図１１〜図２１および図２２〜図２５にはその例を示してある。そのような歯車アセンブリは、作動装置の装填を容易にするための機械的倍率を提供する。図１１〜図２１および図２２〜図２５に示した無針注射装置の作動装置は、ピストン・ロッドアセンブリのロッドに動作的に関連付けられている作動部材を備えている。ピストン・ロッドアセンブリを動かす手動手段または電動手段は、力を歯車アセンブリに伝え、歯車アセンブリはその力を作動部材に伝え、オプションとして増幅し、これによりピストン・ロッドアセンブリが前方ポジションから後方ポジションに動く。

上述したように、本発明の無針注射装置の作動装置４０は、ピストン・ロッドアセンブリ３２を気密室４の中の充填ガスに逆らって前方ポジションから後方ポジションに動かす手段、をさらに備えている。ピストン・ロッドアセンブリ３２を動かすこの手段は、電動手段または手動手段とすることができる。

図１１〜図２１を参照する。作動装置４０はガイドチューブ３４８の中に配置されており、ガイドチューブ３４８はコネクタ３９０を介して投薬リザーバ１６に結合されている。コネクタ３９０は、端部が開いたほぼ円筒であり、ガイドチューブ３４８に取外し自在に取り付けられている第１の端部と、投薬リザーバ１６に取外し自在に取り付けられている第２の端部とを有する。オプションとして、コネクタ３９０は、ねじ込み式の結合部を介してガイドチューブ３４８に取外し自在に取り付けられている。同様に、コネクタ３９０は、オプションとして、ねじ込み式の結合部を介して投薬リザーバ１６に取外し自在に取り付けられている。

代替実施形態においては、コネクタ３９０は、１／４回転解放機構（quarter-turn release mechanism）を介して投薬リザーバ１６に取外し自在に取り付けられている。そのような１／４回転解放機構においては、コネクタ３９０は、コネクタ３９０の内面から突き出している２本のピン（図示していない）をさらに含んでいる。この例においては、投薬リザーバ１６は、その外面にほぼＬ字状の溝を含んでいる。突き出しているピンとほぼＬ字状の溝は、投薬リザーバ１６をコネクタ３９０に挿入して回転させたときに摺動自在に嵌まり合って、ほぼＬ字状の溝に沿ってピンが動くように構成されている。１／４回転解放機構においては、コネクタ３９０と投薬リザーバ１６との間にバレル波ばね（barrel wave spring）４００が配置されており、このばねは、コネクタ３９０と投薬リザーバ１６とが離れているように付勢しており、かつコネクタ３９０と投薬リザーバ１６とが自由に回転することを阻止している。

プランジャ１５は、投薬リザーバ１６の中に配置されており、隙間連結器１３に取外し自在に取り付けられている。１つの例においては、プランジャ１５は、ねじ込み方式によって隙間連結器１３に取り付けられている。別の例においては、プランジャ１５は、１／４回転解放機構によって隙間連結器１３に取り付けられている。隙間連結器１３は、ピストン・ロッドアセンブリ３２のピストン３０に取外し自在に取り付けられている。ガイドチューブ３４８にはアイドラープーリー３１６が摺動自在に取り付けられており、隙間連結器１３に取り付けられている。

装填
上述したように、ピストン・ロッドアセンブリ３２がその前方ポジションから後方ポジションに動くことによって、注射装置が装填される。図１１〜図２１に示した注射装置は、使用時、アイドラープーリー３１６を前方ポジションから後方ポジションに動かすことによってピストン・ロッドアセンブリ３２がその前方ポジションから後方ポジションに動き、これにより装填される。従って、図１１〜図２１に示した装置においては、アイドラープーリー３１６が、前の説明における作動部材として機能する。

上述したように、歯車アセンブリは、作動装置の装填を容易にするための機械的倍率を提供する。本発明の１つの実施形態によると、ピストン・ロッドアセンブリ３２を動かす手動手段に、使用者が作動力を加える。図１１〜図２１に示した特定の実施形態においては、手動手段は、ブラケット３６４に取り付けられている装填ハンドル３００を備えており、このハンドル３００は、ラチェット機構３１１によって主軸３０２に旋回自在に取り付けられている。装填ハンドル３００は、（図１１、図１６、図１７、図１８、図１９に示してある）第１の閉ポジションから第２の開ポジション（図示していない）に旋回することができる。主軸３０２は歯車端部（gear end）３０８を貫いて取り付けられており、第１の端部３０１および第２の端部３０３を含んでいる。装填ハンドル３００を旋回させると、装填ハンドル３００およびブラケット３６４によって主軸３０２が回転する。

ラチェット機構３１１と、ラチェット機構３１１と係合している爪３１３は、装填ハンドル３００を第１の閉ポジションから第２の開ポジションに動かすときには主軸３０２が回転することができ、かつ、装填ハンドル３００を第２の開ポジションから第１の閉ポジションに動かすときには主軸３０２が回転することが阻止されるように、構成されている。熟練者には、別の適切なラチェット機構が周知であり、本発明の無針注射装置に組み込むことができる。

主軸３０２の第１の端部３０１には主歯車３１０が取り付けられており、主軸３０２の第２の端部３０３には主プーリー３１２が取り付けられている。主歯車３１０と主プーリー３１２の両方が主軸３０２と一緒に回転する。アイドラープーリー３１６の周囲にはケーブル３１４が渡されており、主プーリー３１２に取り付けられている第１の端部３１５と、主歯車端部３０８に取り付けられている第２の端部（図示していない）とを含んでいる。ケーブル３１４は、鋼もしくは他の適切な材料、またはその両方によって作製されている。

一連の歯車は、アイドラープーリー３１６を前方ポジションから後方ポジションに動かすことによってピストン・ロッドアセンブリ３２をその前方ポジションから後方ポジションに動かすように動作する。

主プーリー３１２は、第１の非巻きポジションから第２の巻きポジションに回転することができる。主プーリー３１２が第１の非巻きポジションから第２の巻きポジションに回転するにつれて、ケーブル３１４が主プーリー３１２の周囲に巻き付き、これにより、ピストン・ロッドアセンブリ３２が気密室４の中の充填ガスに逆らって前方ポジションから後方ポジションに動く。

この例においては、トリガーは、ピストン・ロッドアセンブリ３２をその後方ポジションで解放自在に保持するトリガー機構である。

トリガー旋回アーム３２８は、二次軸３３２を中心にロックポジションからロック解除ポジションに旋回することができる。トリガー旋回アーム３２８にはトリガー歯車３２６が取り付けられており、トリガー旋回アーム３２８がロックポジションにあるとき、トリガー歯車３２６は主歯車３１０と噛み合い関係にある。ロックポジションでは、主歯車３１０が回転するとトリガー歯車３２６も回転する。

二次軸３３２には駆動歯車３３０が取り付けられており、トリガー歯車３２６と噛み合い関係にある。トリガー歯車３２６が回転すると駆動歯車３３０も回転する。

一方向クラッチ（図示していないがほぼポジション３３６に示してある）は、装填ハンドル３００を第１の閉ポジションから第２の開ポジションに動かすときに二次軸３３２が回転できるようにする。一方向クラッチ３３６は、装填ハンドル３００が第１の閉ポジションから第２の開ポジションに動いた状態では主軸３０２および二次軸３３２が回転することを阻止することによって、作動装置４０の装填を保持する。

装填ハンドル３００を第１の閉ポジションから第２の開ポジションに、およびその反対方向に繰り返し動かす結果として、主プーリー３１２が連続的に巻かれ、ピストン・ロッドアセンブリ３２が気密室４の中の充填ガスに逆らって後方ポジションに動く。

作動装置４０の装填は、所望の装填が達成されるまで続く。１つの例においては、投薬量リング（dosage ring）（図示していない）を使用して所望の装填を設定する。この例においては、投薬量リングはガイドチューブ３４８に配置されており、所定の位置に固定することができる。投薬量リングは、使用者が調整して、ピストン・ロッドアセンブリ３２が後方に下がる範囲を設定することができる。従って、使用者は、投薬量リングを調整することにより、次の注射のために注射器に最終的に吸い込まれる薬剤の量を設定することができる。投薬量リングは、装填、従って注入量を広範囲にわたって設定することができる。１つの例においては、投薬量リングは、約０．０１ｃｃ〜約５ｃｃの間の体積範囲内で調整することができる。

トリガー旋回アーム３２８がロック解除ポジションに動くと、トリガー歯車３２６が旋回して主歯車３１０から離れ、主歯車３１０および主軸３０２が回転できるようになり、従って、主プーリー３１２が第２の巻きポジションから第１の非巻きポジションに動くことができる。主プーリー３１２が第２の巻きポジションから第１の非巻きポジションに動くと、圧縮された充填ガスによって発生する圧力によって、ピストン・ロッドアセンブリ３２がその後方ポジションから前方ポジションに動くことができる。

トリガー旋回アーム３２８は、一連のトリガーレバーおよびトリガーロッドを通じてバレルトリガー３５６またはフィンガートリガー３５４に動作的に結合されている。第１のトリガーレバー３３８はトリガー旋回アーム３２８と第２のトリガーレバー３４０とに旋回自在に取り付けられている。第２のトリガーレバー３４０は、旋回マウント３８０に旋回自在に取り付けられている。第２のトリガーレバー３４０は溝３６６を含んでいる。第３のトリガーレバー３４２は、旋回マウント３６８において主歯車端部３０８に旋回自在に取り付けられている。第３のトリガーレバー３４２の第１の端部３４３は、溝３６６において第２のトリガーレバー３４０に摺動自在に取り付けられており、第３のトリガーレバー３４２の第２の端部３４５は、第４のトリガーレバー３４４に取り付けられている。第４のトリガーレバー３４４は、旋回マウント３７０において第３のトリガーレバー３４２に旋回自在に取り付けられており、主トリガーロッド３０６の第１の端部３０７に取り付けられている。

主トリガーロッド３０６は、ガイドチューブ３４８に取り付けられているトリガーロッドガイド３４６を通って摺動自在に取り付けられている。主トリガーロッド３０６は、前方ポジションから後方ポジションまでの間で動くことができる。前方ポジションにおいては、トリガー旋回アーム３２８がロックポジションにあり、後方ポジションにおいては、トリガー旋回アーム３２８がロック解除ポジションに動く。フィンガートリガーリンケージ３５０は、主トリガーロッド３０６に取り付けられている第１の端部と、フィンガートリガー３５４に取り付けられている第２の端部とを有する。バレルトリガー３５６は、リザーバ１６に摺動自在に取り付けられている。バレルばね３５２は、バレルトリガー３５６を主トリガーロッド３０６の第２の端部３０９とは反対の方向に付勢している。無針注射器の作動は、バレルトリガー３５６またはフィンガートリガー３５４を使用して達成することができる。

バレルトリガー３５６を使用するときには、注入する身体部位にノズル１７を十分な力で押し付けることにより、バレルトリガー３５６がバレルばね３５２に逆らって動いて主トリガーロッド３０６に接触し、主トリガーロッド３０６をその前方ポジションから後方ポジションに動かす。

フィンガートリガー３５４を使用するときには、フィンガートリガー３５４を前方ポジションから後方ポジションに動かすことによって、フィンガートリガーリンケージ３５０によって主トリガーロッド３０６がその前方ポジションから後方ポジションに動く。

主トリガーロッド３０６がその前方ポジションから後方ポジションに動くことにより、第４のトリガーレバー３４４と、第３のトリガーレバー３４２と、第２のトリガーレバー３４０と、第１のトリガーレバー３３８とが作用して、トリガー旋回アーム３２８がロックポジションからロック解除ポジションに動く。上述したように、トリガー旋回アーム３２８がロック解除ポジションに動くことによって、主歯車３１０と主軸３０２とが回転することができ、これにより主プーリー３１２が第２の巻きポジションから第１の非巻きポジションに動くことができる。主プーリー３１２が第２の巻きポジションから第１の非巻きポジションに動くと、圧縮されている充填ガスによって発生する圧力のためにピストン・ロッドアセンブリ３２がその後方ポジションから前方ポジションに動くことができる。

注射後、フィンガートリガー３５０は、ばね（図示していない）によってその後方ポジションから前方ポジションに付勢される。フィンガートリガー３５０が前方ポジションに動く結果として、主トリガーロッド３０６がその後方ポジションから前方ポジションに動き、トリガー旋回アーム３２８がロック解除ポジションからロックポジションに動く。この時点で、使用者は装填手順を繰り返すことができる。

あるいは、バレルトリガー３５６は、バレルトリガーばね３５２によってその後方ポジションから前方ポジションに付勢されている。トリガー旋回アーム３２８と第１のトリガーレバー３３８との間の機械的ばね（図示していない）によって、これらの部品が一緒に引っ張られ、それによりトリガー旋回アーム３２８が解放ポジションからロックポジションに動く。

オプションとして、トリガー安全装置が含まれている。この実施形態においては、トリガー安全装置３０４は、ロックポジションからロック解除ポジションに動くことができる。装填ハンドル３００を第１の閉ポジションから第２の開ポジションに動かすと、主軸３０２が回転することによりトリガー安全装置３０４がロック解除ポジションからロックポジションに動く。ロックポジションにおいては、トリガー安全装置３０４は、主トリガーロッド３０６がその後方ポジションに動くことを阻止する。トリガー安全装置３０４は、主歯車端部３０８に旋回自在に取り付けられており、トリガー安全装置３０４をロックポジションに付勢する２本のばね（図示していない）を備えている。トリガー安全装置３０４は、装填ハンドル３００をその第１の閉ポジションに動かしたときに、ロックポジションからロック解除ポジションに動く。ラチェット機構３１１および爪３１３は、主トリガーロッド３０６がその後方ポジションに動くことができるようにトリガー安全装置３０４に作用する。

図１１〜図２１に示した無針注射器は、電動式の装填手段を使用して作動可能な状態にすることもできる。電動式装填の場合、装填ハンドル３００は、そのまま残すか、または省くことができる。装填ハンドル３００をそのまま残す場合、ラチェット機構（図示していない）を含めることによって、歯車モーター３６０により注射器を通常に動作できるようにする。さらに、装填ハンドル３００が存在する場合、トリガー安全装置３０４は安全装置無効化キャップ（図示していない）を使用して無効にする。

本発明の１つの実施形態によると、歯車モーター３６０は、バッテリー（例：充電式バッテリー）によって給電されるＤＣ歯車モーターである。オプションとして、バッテリーはバッテリーマウント３５８に配置されている。使用者は、バッテリーからの電気が歯車モーター３６０に流れるようにするロッカースイッチ（図示していない）を使用して、歯車モーター３６０を作動させる。歯車モーター３６０がピニオン歯車３６２を回転させ、ピニオン歯車３６２がクラウン歯車３３４を回転させる。（上述したように）二次軸３３２によって駆動歯車３３０が回転し、駆動歯車３３０がトリガー歯車３２６を回転させる。主歯車３１０によって主プーリー３１２が回転し、主プーリー３１２にケーブル３１４が巻き付くことによって、ピストン・ロッドアセンブリ３２がその前方ポジションから後方ポジションに動く。

この実施形態においては、投薬量リング（図示していない）は電気リミットスイッチ（図示していない）を含んでおり、このスイッチは、隙間連結器１３およびピストン・ロッドアセンブリ３２が達したときに、歯車モーター３６０への電気の流れを遮断することにより装填を停止させる。負荷は、手動装填の場合について説明したように、二次軸３３２における同じ一方向クラッチ３３６によって保持される。

トリガーは、手動装填の場合について説明した方法と同じように、バレルトリガー３５６またはフィンガートリガー３５４のいずれかを使用して達成される。

ピストン・ロッドアセンブリ３２が前方ポジションに戻ると、第２の電気スイッチ（図示していない）が作動し、これにより歯車モーター３６０が始動してユニットが再び装填される。

フィンガートリガー３５４には、安全スイッチとして機能する第３の電気スイッチ（図示していない）が取り付けられている。モーター３６０を再び始動させるためには、フィンガートリガー３５４がその前方ポジションになければならない（または押す動作や握る動作から解放されていなければならない）。これは、歯車モーター３６０が始動する前にトリガー歯車３２６と主歯車３１０とを確実に噛み合わせるためである。

図２２〜図２５は、本発明の別の実施形態による無針注射器を示している。図２２〜図２５に示した注射器は、ピストン・ロッドアセンブリを充填ガスに逆らって動かすため、注射器に加えられる作動力を伝達するもしくは増幅する、またはその両方を行うための歯車アセンブリも含んでいる。歯車アセンブリは、作動装置の装填を容易にするための機械的倍率を提供するために、ピストン・ロッドアセンブリを動かす手動手段または電動手段のいずれかと動作的に関連付けられている。図２２〜図２５に示した注射器は、ピストン・ロッドアセンブリのロッドと動作的に関連付けられている作動部材をさらに含んでいる。これによって、手動手段または電動手段が力を歯車アセンブリに伝え、歯車アセンブリがその力を作動部材に伝えて、ピストン・ロッドアセンブリがその前方ポジションから後方ポジションに動く。

図２２〜図２５を参照する。ハウジング１はリザーバ１６に取外し自在に結合されている。作動装置４０は、ハウジング１の中のガイドチューブ３４８の中に配置されている。ガイドチューブ３４８にはユニオンコネクタ５０２が取外し自在に取り付けられており、隙間連結器として機能する。作動装置４０のピストン・ロッドアセンブリ３２は、ガイドチューブ３４８に取外し自在に取り付けられている。プランジャ１５は、リザーバ１６の中に摺動自在に配置されており、ユニオン連結器５０２に摺動自在に取り付けられている。ガイドチューブ３４８の外面には歯車ラック５０４が取り付けられており、ハウジング１の溝５０７の中に摺動自在に配置されている。

上述したように、ピストン・ロッドアセンブリ３２をその前方ポジションから後方ポジションに動かすことにより、作動装置４０が装填される。図２２〜図２４に示した装置においては、注射器の装填は、歯車ラック５０４を前方ポジションから後方ポジションに動かし、それによってピストン・ロッドアセンブリ３２がその前方ポジションから後方ポジションに動くことによって達成される。従って、歯車ラック５０４は作動部材としての役割を果たす。

本発明の１つの実施形態によると、歯車モーター３６０がピニオン歯車３６２を回転させ、ピニオン歯車３６２がクラウン歯車３３４を回転させる。クラウン歯車３３４は軸５０６の第１の端部に取り付けられており、軸５０６の第２の端部には歯車５０８が取り付けられている。クラウン歯車３３４が回転すると歯車５０８も回転する。軸５０６は歯車マウント５０９に取り付けられており、歯車マウント５０９はハウジング１に取り付けられている。

歯車５０８はアイドラー歯車５１０を回転させ、アイドラー歯車５１０が複合歯車５１２を回転させる。複合歯車５１２は外側歯車５１４と内側歯車５１６とを含んでいる。アイドラー歯車５１０は外側歯車５１４と噛み合っている。内側歯車５１６は装填歯車５２０と噛み合っている。複合歯車５１２が回転すると装填歯車５２０が回転する。

装填歯車５２０は、第１の歯車５１８と、奥に位置する第２の歯車（図示していないが数字５２２によって表した線によってほぼ示してある）を含んでいる。装填歯車５２０は、クラッチマウント５４０に回転自在に取り付けられている。クラッチマウント５４０は、取付けマウント５４２においてハウジング１に旋回自在に取り付けられている。装填歯車５２０は、装填ポジションと解放ポジションとの間で動くことができる。装填ポジションにおいては、装填歯車５２０の第１の歯車５１８が歯車ラック５０４と係合しており、歯車ラック５４０をその前方ポジションから後方ポジションに動かすように動作し、これにより、ピストン・ロッドアセンブリ３２がその前方ポジションから後方ポジションに動いて作動装置４０が装填される。奥に位置する第２の歯車５２２はロック歯車５２４と噛み合い、ロック歯車５２４は一方向クラッチ３３６に取り付けられている。

一方向クラッチ３３６およびロック歯車５２４は、歯車ラック５０４がその前方ポジションから後方ポジションに動くときには装填歯車５２０が回転できるようにし、歯車ラック５０４をその後方ポジションから前方ポジションに動かすようには装填歯車５２０が回転できないようにする。従って、一方向クラッチ３３６は、作動装置４０の装填を保持する。

作動装置４０の装填は、所望の装填が達成されるまで続く。１つの例においては、投薬量リング５２６を使用して所望の装填を設定する。この例においては、投薬量リング５２６は、ハウジング１における、使用者が決定する位置に配置され、そこに固定することができる。投薬量リング５２６は、歯車ラック５０４を受け入れるためのガイド５２８を含んでいる。ガイド５２８は、歯車ラック５０４と嵌め合い係合する噛み合い歯（図示していない）を内面に備えている。投薬量リング５２６をハウジング１および歯車ラック５０４に対してロックすることにより、歯車ラック５０４とピストン・ロッドアセンブリ３２が後方に下がる範囲を使用者が決定することができる。従って、使用者は、投薬量リングを調整することにより、次の注射のために注射器に最終的に吸い込まれる薬剤の量を設定することができる。投薬量リングによって、装填、従って注入量を広範囲にわたって設定することができる。１つの例においては、投薬量リングは、約０．０１ｃｃ〜約５ｃｃの間の体積範囲内で調整することができる。

装填歯車５２０がその装填ポジションから解放ポジションに動くと、歯車ラック５０４との噛み合いが外れて、歯車ラック５０４がその後方ポジションから前方ポジションに動くことができる。

この例においては、トリガーは、ピストン・ロッドアセンブリ３２をその後方ポジションで解放自在に保持するトリガー機構である。

装填歯車５２０は、トリガー解放器５３２によってバレルトリガー３５６またはフィンガートリガー３５４に動作的に結合されている。トリガー解放器５３２はクラッチマウント５４０に取り付けられており、装填歯車５２０をその装填ポジションと解放ポジションとの間で動かすように動作する。図２２〜図２４の例においては、投薬量リング５２６はトリガー受入れ器５３０を含んでおり、トリガー受入れ器５３０は、トリガー解放器５３２と解放自在に係合するように構成されている。歯車ラック５０４がその後方ポジションに動くと、トリガー受入れ器５３０はトリガー解放器５３２と係合する。トリガー受入れ器５３０がトリガー解放器５３２に係合すると、装填歯車５２０がその装填ポジションから解放ポジションに動く。従って、作動装置４０における装填状態は、トリガー受入れ器５３０とトリガー解放器５３２との係合によって所定の位置に保持される。

無針注射器の作動は、バレルトリガー３５６またはフィンガートリガー３５４を使用して達成される。いずれの場合にも、トリガー受入れ器５３０とトリガー解放器５３２の係合が外れるようにトリガー解放器５３２を動かし、これにより歯車ラック５０４がその後方ポジションから前方ポジションに動けるようにすることによって、作動が達成される。フィンガートリガー３５４を使用するときには、フィンガートリガー３５４を押すことによりトリガー受入れ器５３０とトリガー解放器５３２の係合が外れる。バレルトリガー３５６を使用するときには、注入する身体部位にノズル１７を十分な力で押し付けることにより、バレルトリガー３５６がバレルばね（図示していない）に逆らって動いてトリガー受入れ器５３０とトリガー解放器５３２の係合が外れる。

代替実施形態においては、図２２〜図２４に示した無針注射器は、手動装填に適するようにされている。手動装填の場合、歯車モーター３６０は使用しない。代わりに、装填ハンドルおよびラチェット機構（図示していない）によって直接的または間接的に歯車５０６を回転させる。歯車５０６を間接的に回転させる場合、オプションとしてチェーン歯車を使用して装填ハンドルおよびラチェット機構を歯車５０６に結合する。装填および作動は、上に説明したように行われる。

作動装置４０を装填するための機械的倍率を高めるために、歯車アセンブリにおいて歯車および噛み合いのさまざまな配置編成を使用できることが、熟練者には明らかであろう。例えば、互いに噛み合ういくつかの歯車で構成される「歯車列」によってラックアンドピニオンを駆動することができ、ラックアンドピニオンが、ピストン・ロッドアセンブリ３２に直接的または間接的に作用してその後方ポジションに動かす。同様に、遊星駆動歯車箱（planetary drive gear box）を、ピストン・ロッドアセンブリ３２に直接的または間接的に作用させることができる。同様に、遊星歯車箱とラチェットシステムとを使用することができる。別の代替方法としては、ウォーム歯車駆動を使用する。適切な個々の「歯車オプション」を任意に組み合わせたり構築することにより、機械的倍率を何倍にも高めて作動装置４０を装填する力を小さくすることができる。そのような「歯車列」を追加して利用することにより、使用者が作動装置４０を容易に装填できるようになる。

当業者には容易に理解されるように、被注射者に対するノズルの配置は、複数の要因、例えば、注射する動物の種類および身体領域、注射する被注射者の年齢、充填ガスの圧力など（ただしこれらに限定されない）に依存する。例えば、特定の種類の動物の皮膚は、他の種類よりも貫通させるのが難しい。この原因の１つとして、種類によって皮膚の厚さが異なるためである。さらに、特定の種類の動物には、程度の差はあるものの注射するのが難しい身体領域がある。動物および人間の年齢も注射の容易さに影響することがあり、なぜなら、皮膚の厚さおよび荒さが年齢とともに変わりうるためである。例えば、いくつかの種類の動物では、若い個体（例：赤ん坊、子供）の皮膚ほど、大人の個体よりも注射が容易である。さらには、さまざまな動物において、例えば耳の後ろや手足の皺の領域は、一般に注射が容易である。注射が容易であるこれらの身体領域では、注射がより難しい身体領域と比較して、必要な充填ガス圧力が低い。熟練者ならば、充填ガスの圧力を選択するとき、被注射者の種類や身体領域、年齢の違いを理解して考慮に入れるであろう。

本発明の注射装置は、オプションとして、投薬リザーバ１６に液体を供給する供給リザーバを含んでいる。１つの具体的な（ただし本発明を制限することのない）例においては、図２および図９に示したように、供給リザーバは、薬剤を含んでいる注射器２１である。図８においては、供給リザーバは、薬剤を含んでいる瓶２０８である。注射器２１および瓶２０８は、ある長さのチューブ１９および逆止め弁１８によって投薬リザーバ１６に結合されている。逆止め弁１８は、薬剤が注射器２１から投薬リザーバ１６への一方向に移動できるようにする。これらの実施形態においては、プランジャ１５が投薬リザーバ１６の中で前方ポジションから後方ポジションに動くことによって、注射器２１から投薬リザーバ１６に１回の投薬量の薬剤が吸い込まれる。

本発明の別の態様によると、被注射者の皮膚を貫いて液体を注射する無針注射装置を使用する方法が提供され、被注射者は動物または人間とすることができる。この方法は、（ｉ）投与する液体の少なくとも１回の投薬量を有する、本発明の無針注射装置を用意するステップと、（ｉｉ）ピストン・ロッドアセンブリ３２を後方ポジションに動かすことによって、装置を作動可能な状態にするステップと、注射する被注射者の皮膚にノズル１７を配置するステップと、（ｉｉｉ）作動装置をトリガーして、出口孔およびノズル１７を通じて被注射者の皮膚を貫いて１回の投薬量の液体を放出させるステップと、を含んでいる。

本明細書において言及したすべての公開文献、特許、特許出願は、本発明が属している技術分野における当業者のレベルを示しており、これらの個々の公開文献、特許、または特許出願は、それぞれが参照によって本文書に組み込まれるように具体的かつ個別に示してあるかのように、参考とすることにより本文書に組み込まれている。

ここまで本発明について説明したが、本発明はさまざまな変更形態をとり得ることが明らかであろう。そのような変更形態は、本発明の精神および範囲から逸脱しないものとみなされ、当業者に明らかであろう変更のすべては、請求項の範囲に含まれるものとする。

独占的な財産または特権を請求する本発明の実施形態は、請求項に記載するとおりに定義される。

図１Ａは、本発明の１つの実施形態による無針注射装置の写真であり、図１Ｂは、本発明の別の実施形態による無針注射装置の写真である。 本発明の１つの実施形態による無針注射装置の断面図である。 本発明の１つの実施形態による無針注射装置の動作の３段階における作動装置の断面図である。図３Ａは、無針注射装置のハウジングに取り付けられる前の作動装置を示している。図３Ｂは、無針注射装置のハウジングに取り付けられており、装填されていない作動装置を示している。図３Ｃは、図３Ｂに示したものと同じ作動装置であり、使用者によって装填されてピストン・ロッドアセンブリが後方ポジションにある状態を示している。 本発明の１つの実施形態による無針注射装置において使用するのに適する隙間連結器の断面図である。図４Ａは、プランジャ、隙間連結器、およびコネクタの分解図を示している。図４Ｂおよび図４Ｃは、プランジャが隙間連結器の中に摺動自在に受け入れられており、隙間連結器がコネクタに取り付けられており、コネクタがロッドに結合されている状態を示している。 本発明の１つの実施形態による無針注射装置においてピストン・ロッドアセンブリを充填ガスに逆らって動かす手動手段の断面図である。図５Ａおよび図５Ｂは、それぞれ、第１の閉ポジションおよび第２の開ポジションにあるハンドルを示している。 図５に示した手動装填器の例の写真である。 図５に示した手動装填器の例の写真である。 図８Ａは、本発明の１つの実施形態による無針注射装置の断面図であり、図８Ｂは、手持ちユニットの断面図である。 本発明の１つの実施形態による無針注射装置の断面図である。 本発明の注射装置をトリガーした後に観察される圧力パターンのグラフである。 本発明の無針注射器の１つの実施形態の側面図である。 図１１に示した無針注射装置の側断面図である。 図１１に示した無針注射装置の部分斜視図である。 図１１に示した無針注射装置の部分斜視図である。 図１１に示した無針注射装置の部分斜視図である。 図１１に示した無針注射装置の斜視図（一部分解図）である。 図１１に示した無針注射装置の側面図（一部分解図）である。 図１１に示した無針注射装置の斜視図（一部分解図）である。 図１１に示した無針注射装置の側面図（一部分解図）である。 図１１に示した無針注射装置の縦断面図である。 図１１に示した無針注射装置の部分斜視図である。 本発明の代替実施形態による無針注射装置の側面図（部分的に透明）である。 図２２に示した無針注射装置の側面図である。 図２２に示した無針注射装置の拡大側面図である。 図２２に示した無針注射装置の拡大側面図である。

Claims (10)

1. 動物または人間への投与を目的として、薬剤を加圧下で投薬リザーバから出口孔を通じて送り込む無針注射装置のうち、前記投薬リザーバに摺動自在に受け入れられており、前記薬剤を前記孔を通じて放出するために前方に動くことができるプランジャ、を備えているタイプの無針注射装置における、作動装置を含む改良であって、前記作動装置が、
   （ａ）気密室と、
   （ｂ）前記気密室に摺動自在に受け入れられておりかつ前方ポジションと後方ポジションとの間で動くことのできるピストン・ロッドアセンブリと、
   （ｃ）前記ピストン・ロッドアセンブリを前記前方ポジションの方に付勢する、前記気密室の中の充填ガスと、
   （ｄ）前記ピストン・ロッドアセンブリを前記充填ガスに逆らって前記後方ポジションに動かす手段と、
   （ｅ）前記ピストン・ロッドアセンブリを前記後方ポジションで解放自在に保持するトリガーと、
   を備えており、
   前記トリガーは、第１の端部と第２の端部とを有するトリガーレバーであって、旋回軸部材を中心に旋回可能であり、前記第１の端部においてプッシュロッドに結合されているトリガーレバーを備えており、前記トリガーレバーの前記第２の端部に下向きの力がかかると、前記トリガーレバーが前記旋回軸部材を中心に旋回して前記第１の端部が持ち上がることにより前記プッシュロッドが作動部材から外れ、従って、前記ピストン・ロッドアセンブリが前記後方ポジションから前記前方ポジションに動き、
   前記トリガーを作動させることによって、前記ピストン・ロッドアセンブリが解放されて前記充填ガスによって前記前方ポジションに動き、前記プランジャが前記前方に動いて前記薬剤を前記出口を通じて放出させるのに十分な力、において、直接的または間接的に前記プランジャに衝突し、前記気密室は前記充填ガスの漏れを最小化しまたは阻止して前記充填ガスを加圧された状態に維持するよう構成された、
   無針注射装置。
2. 前記ピストン・ロッドアセンブリの前記ピストンの周囲が、前記気密室の内面に接触する外縁部を画成しており、従って、前記ピストンが、前記気密室の膨張部分および圧縮部分を定義している、請求項１に記載の無針注射装置。
3. 前記充填ガスが、圧縮されている不活性ガス、または圧縮されている、不活性ガスの混合物、である、請求項１または２に記載の無針注射装置。
4. 前記圧縮されている不活性ガスが窒素である、請求項３に記載の無針注射装置。
5. 前記ピストン・ロッドアセンブリを潤滑する潤滑剤、
   をさらに備えている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の無針注射装置。
6. 前記ピストン・ロッドアセンブリの前記ロッドを前記プランジャに連結している隙間連結器、
   をさらに備えており、
   前記隙間連結器が、前記ピストン・ロッドアセンブリが前記後方ポジションにあるときに前記ロッドと前記プランジャとの間の隙間距離を維持するように構成されている、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の無針注射装置。
7. 前記隙間連結器が、
   （ａ）前記隙間連結器を前記ロッドに取外し自在に取り付けている第１の端部と、
   （ｂ）前記プランジャに摺動自在に係合している第２の端部と、
   を備えている、請求項６に記載の無針注射装置。
8. 前記ピストン・ロッドアセンブリの動きによって発生する力を前記プランジャに伝える手段、
   をさらに備えており、
   前記トリガーを作動させることによって、前記ピストン・ロッドアセンブリが解放されて前記充填ガスによって前記前方ポジションに動き、これにより、力を伝える前記手段に力が伝わり、前記手段が、前記プランジャが前記前方に動いて前記薬剤を前記出口を通じて放出させるのに十分な前記力、を前記プランジャに伝える、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の無針注射装置。
9. 前記プッシュロッドの長さが調整可能である、請求項１に記載の無針注射装置。
10. 請求項１〜９のいずれか１項による無針注射装置を使用するためのキットであって、
    （ａ）前記無針注射装置と、
    （ｂ）前記無針注射装置を使用するための説明書と、
    を備えている、キット。

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