JP6787408B2 - 点滴筒用ノズル及び点滴筒 - Google Patents

Description

本発明は、点滴筒に関するものである。

従来、筒状の筐体と、筐体内に液体を滴下させるためのノズルとを有する点滴筒が知られている（例えば、特許文献１参照）。
点滴筒のノズルは、液体を流入可能な流入孔（特許文献１において内腔）を有している。流入孔は、筐体内に面した一方の端部から液体を滴下させるようになっている。

特開２００３−２６０１３５号公報

ところで、上記のような点滴筒においては、ノズル先端である流入孔の端部に溜まった液体にかかる重力（自重）が表面張力による反重力方向の力よりも大きくなった場合にその液体の一部がノズル先端から分離して液滴として滴下することとなる。このとき、液滴が主滴と該主滴よりも小さなサテライト滴とに分離する虞がある。そして、例えばサテライト滴が発生すると、サテライト滴が筐体内に溜まった液体の液面にて跳ね返る等して筐体の内壁に付着し、付着したサテライト滴により内部の視認性が低下する虞がある。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、サテライト滴の発生を抑えることができる点滴筒を提供することにある。

上記課題を解決する点滴筒は、筐体と、前記筐体内に液体を流入可能な流入孔を有して該流入孔先端から前記液体を滴下させるノズルと、前記ノズルの流入孔先端よりも滴下方向下流側において少なくとも先端部が位置した状態で保持された針状部と、を備え、前記針状部の前記先端部が尖端形状である。

この構成によれば、針状部の先端部がノズルの流入孔先端よりも滴下方向下流側に位置する。ここで、従来構成のノズルにおいては、ノズルの流入孔先端に溜まった液体が分離する際に、ノズル（流入孔）側の液体の表面張力によってノズル（流入孔）内に液体が戻ろうとするが、その一部が戻りきれずにサテライト滴として分離する。一方、本開示の点滴筒においては、前述したように針状部がサテライト滴の発生しやすいノズルの流入孔先端よりも滴下方向下流側に位置することで、針状部を介して液体の表面張力によってノズル内に液体が戻りやすくなるため、サテライト滴の発生を抑えることができる。

上記点滴筒において、前記針状部は、前記流入孔先端から離間した状態で保持されていることが好ましい。
流入孔（例えば流入孔先端）から離間する針状部は、サテライト滴の更なる低減に寄与する。

上記点滴筒において、前記針状部は、前記流入孔の開口面を正面視して中心に設けられることが好ましい。
この構成によれば、針状部が流入孔の開口面を正面視して中心に設けられることにより、流入孔先端に溜まった液体と針状部とがより確実に接しやすくなるため、針状部を介して液体の表面張力によって、主滴が滴下した後、ノズル内に液体がより確実に戻りやすくなる。

上記点滴筒において、前記針状部は、柱状部および前記先端部を有することが好ましい。
この構成によれば、針状部を柱状部と先端部とで構成して先細形状とすることができる。

上記点滴筒において、前記針状部は円柱状の柱状部を有し、前記ノズルは円形状の流入孔を有し、前記円柱状の柱状部の直径Ｄ１と前記円形状の流入孔の直径Ｄ２との割合が、Ｄ１：Ｄ２＝１：２０から３：４の範囲となる、ことが好ましい。

この構成によれば、柱状部の直径Ｄ１と流入孔の直径Ｄ２との割合が、Ｄ１：Ｄ２＝１：２０から３：４の範囲とすることで、サテライト滴の発生を抑えつつ、ノズルから供給される液体の流量を安定させることができる。

本発明の点滴筒によれば、サテライト滴の発生を抑えることができるという効果を奏する。

一実施形態における点滴筒の概略構成図。 同実施形態における点滴筒のキャップの斜視図。 同実施形態における点滴筒のキャップの平面図。 図３における４−４線において切断したノズルの断面図。 変形例におけるノズルの断面図。 変形例におけるノズルの断面図。 変形例における針状部の斜視図。 変形例における針状部の斜視図。 変形例における針状部の斜視図。 （ａ）（ｂ）は変形例におけるノズルの断面図。 （ａ）は変形例における針状部の斜視図、（ｂ）は（ａ）の針状部が組み込まれたキャップの模式的断面図。 （ａ）（ｂ）は変形例における針状部の模式的断面図。 変形例における針状部の模式図。 変形例における針状部の模式図。 変形例における針状部の模式図。 変形例における針状部の斜視図。

以下、一実施形態の点滴筒について添付図面を参照して説明する。なお、添付図面は、理解を容易にするために構成要素を拡大して示している場合がある。
図１に示すように、本実施形態の点滴筒１０は、筐体１１と、ノズル２２を備えたキャップ２１とを有する。

筐体１１は、例えば透明の樹脂材料で構成される。筐体１１は、両端が開口された略円筒状をなすよう構成され、一方の開口部１１ａにキャップ２１が取り付けられ、他方の開口部１１ｂに図示しないチューブが取り付けられるようになっている。

図１に示すように、キャップ２１は、略円盤状をなし、筐体１１の上部の開口部１１ａに取り付けられる。
図２及び図３に示すように、キャップ２１は、内部に液体（薬液）を流入可能な流入孔２２ａを備えたノズル２２がキャップ２１の中心軸線Ｌ１上を通るように形成される。

図１に示すように、流入孔２２ａの先端部２２ｂは、キャップ２１が筐体１１に取り付けられた状態で筐体１１内に位置するように構成される。
図４に示すように、ノズル２２の流入孔２２ａは、略ストレート状をなす孔であり、孔の貫通方向から見て略円形状となっている。流入孔２２ａは、途中位置まで略同径をなすように構成され、途中位置から先端部２２ｂにかけて拡径するような逆テーパ面２２ｃを有する。このため、流入孔２２ａの直径が先端部２２ｂと先端部２２ｂ以外とで異なるようになっている。

図２〜図４に示すように、ノズル２２の流入孔２２ａ内には流入孔２２ａの内壁２２ｄから延出する延出壁部２３を有する。延出壁部２３は、その両端部が流入孔２２ａの周方向１８０度異なる位置の内壁２２ｄを接続または架橋するように形成される。

図２〜図４に示すように、延出壁部２３の下面２３ａには、針状部２４が滴下方向下流側を向くように一体形成される。ここで、針状部２４並びにノズル２２は、延出壁部２３及びキャップ２１と樹脂材料にて一体形成されている。また、針状部２４は、流入孔２２ａから離間した状態で延出壁部２３の下面２３ａから延びるように形成される。

図４に示すように、針状部２４は、円柱状の柱状部２４ａと、柱状部２４ａの端部から先細となる先端部２４ｂとを有することができる。先端部２４ｂは、筐体１１に向けて開口していない。ピン部２４の柱状部２４ａ及び先端部２４ｂは、いずれも中実部すなわち非中空部として構成することができる。

針状部２４は、ノズル２２の流入孔２２ａの先端部２２ｂから滴下方向下流側（下側）に突出するように構成される。ノズル２２の流入孔２２ａの先端部２２ｂからの針状部２４の突出量は、０ｍｍより大きく、５ｍｍ以下の範囲とすることが好ましい。なお、これらはノズル２２の流入孔２２ａの先端部２２ｂにおける開口の大きさ等の関係で変化する。

ノズル２２の先端部２２ｂの直径Ｄ２を４．０ｍｍと設定した場合、針状部２４の直径Ｄ１は、０．２ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下に設定される。すなわち、Ｄ１：Ｄ２が１：２０〜３：４の範囲に設定される。

図４に示すように、点滴筒１０の使用形態において針状部２４の最下端となる針状部２４の尖端（pointed tip)２４ｃは、流入孔２２ａの最下縁である先端部２２ｂから、針状部２４の軸方向及び径方向に離間している。したがって、流入孔２２ａの先端部２２ｂと針状部２４の尖端２４ｃとがそれらの間に軸方向空隙ＡＧ（すなわち突出量）及び径方向空隙ＲＧを形成する。軸方向空隙ＡＧ及び径方向空隙ＲＧはサテライト滴の低減に貢献する。

以上説明した本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）針状部２４の先端部２４ｂがノズル２２の流入孔２２ａの先端部２２ｂよりも滴下方向下流側に位置する。ここで、従来構成のノズルにおいては、ノズルの流入孔先端に溜まった液体が分離する際に、ノズル（流入孔）側の液体の表面張力によってノズル（流入孔）内に液体が戻ろうとするが、その一部が戻りきれずにサテライト滴として分離する。一方、本実施形態の点滴筒１０においては、前述したように針状部２４がサテライト滴の発生しやすいノズル２２の流入孔２２ａの先端部２２ｂよりも滴下方向下流側に位置することで、針状部２４を介して液体の表面張力によってノズル２２内に液体が戻りやすくなるため、サテライト滴の発生を抑えることができる。

（２）また、前述したように針状部２４がサテライト滴の発生しやすいノズル２２の流入孔２２ａの先端部２２ｂよりも滴下方向下流側に位置することで、ノズル２２の先端部２２ｂへの液滴の濡れ拡がりを抑制し、主滴の体積をより均一にすることができる。

（３）針状部２４が流入孔２２ａの中心に設けられることにより、流入孔２２ａの先端部２２ｂに溜まった液体と針状部２４とがより確実に接しやすくなるため、針状部２４を介して液体の表面張力によってノズル２２内に液体がより確実に戻りやすくなる。

（４）柱状部の直径Ｄ１と流入孔の直径Ｄ２との割合が、Ｄ１：Ｄ２＝１：２０から３：４の範囲とすることで、サテライト滴の発生を抑えつつ、ノズルから供給される液体の流量を安定させることができる。

（５）針状部２４とノズル２２とを樹脂材料によって一体成形しているため、部品点数の増加を抑えることができる。
（変形例）
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。

・上記実施形態では、ノズル２２の流入孔２２ａに逆テーパ面２２ｃを設ける構成としたが、これに限らない。
図５に示すように、流入孔２２ａ内の直径を略一定としてもよい。また、図５においては、ノズル２２の外径が縮径されるようなテーパ面２２ｅを設けている。

・図６に示すように、逆テーパ面２２ｃの途中位置において延出壁部２３を形成してもよい。
・上記実施形態では、延出壁部２３は、その両端部が流入孔２２ａの周方向１８０度異なる位置の内壁２２ｄを接続または架橋するように形成したが、これに限らない。例えば、流入孔２２ａの周方向１２０度間隔異なる位置の内壁２２ｄから流入孔２２ａの中心側に延びるように延出壁部２３を形成してもよい。

・延出壁部２３は流体力学的形状を有することができる。例えば、延出壁部２３は、角を有さないように面取りされてよく、流線形（曲面状外面）を有することが好ましく、翼形状であることが特に好ましい。流体力学的形状を有する延出壁部２３により、流入孔２２ａ内における流路抵抗の増加を抑制でき、および／または、流入孔２２ａ内における液体流れを均一化又は整流でき、液滴のサイズが安定する。点滴筒の使用状態によっては、液滴が針状部を挟んで片側のみに発生するという意図しない状況が起こり得るが、流体力学的形状を有する延出壁部２３はこのような意図しない状況を抑制するのに有利である。

・上記実施形態では、針状部２４がノズル２２の流入孔２２ａから突出するような構成としたが、流入孔２２ａの外部において針状部２４を保持（支持）することで針状部２４が流入孔２２ａの滴下方向下流側に位置する構成を採用してもよい。

・上記実施形態では、針状部２４をノズル２２の流入孔２２ａの中心に設ける構成としたが、これに限らず、針状部２４を前記流入孔２２ａの中心からずらした位置に設ける構成を採用してもよい。

・上記実施形態では、流入孔２２ａの貫通方向から見た形状を円形状としたが、楕円形状や多角形状としてもよい。
・上記実施形態では、針状部２４を構成する柱状部２４ａを略円柱状とし、先端部２４ｂを略円錐状をなすように構成したが、これに限らない。

図７に示すように、柱状部２４ａを略四角柱状とし、先端部２４ｂを略四角錐状をなすように構成してもよい。また、柱状部２４ａは四角柱状以外の多角柱状であってもよい。また、先端部２４ｂは、四角錐状以外の多角錐状であってもよい。

また、図８に示すように、円柱を斜めに切断したような形状とした先端部２４ｂを採用してもよい。
・上記実施形態では、針状部２４を柱状部２４ａと先細の先端部２４ｂとで構成したが、図９に示すように針状部２４全体が徐々に先細となる形状を採用してもよい。また、先端部２４ｂは所謂ピン角に限らず、曲面形状によって先細となるような形状であってもよい。

・流入孔２２ａの内径は、滴下方向に沿って徐々に縮径されてもよい。例えば、図１０（ａ）に示す例では、流入孔２２ａは、延出壁部２３から逆テーパ面２２ｃまでの部分２２ａ１において、滴下方向に沿って徐々に縮径されている。逆テーパ面２２ｃの最小内径ｄｌは、延出壁部２３における流入孔２２ａの内径ｄｍより小さい（ｄｌ＜ｄｍ）。図１０（ｂ）に示す例では、流入孔２２ａは流入孔２２ａの上側開口から逆テーパ面２２ｃまでの全体において、滴下方向に沿って徐々に縮径されている。逆テーパ面２２ｃの最小内径ｄｌは、延出壁部２３における流入孔２２ａの内径ｄｍ及び流入孔２２ａの上側開口における流入孔２２ａの内径ｄｔより小さく、流入孔２２ａの内径ｄｍは上側開口における流入孔２２ａの内径ｄｔより小さい（ｄｌ＜ｄｍ＜ｄｔ）。ノズル２２が逆テーパ面２２ｃを有さない場合、流入孔２２ａは、流入孔２２ａの上端開口からまたは延出壁部２３から先端部２２ｂまでの部分において滴下方向に沿って徐々に縮径されてもよい。この構成により、流入孔２２ａの全体または延出壁部２３から先端部２２ｂまでの部分における液体流れが均一化又は整流され、液滴のサイズが安定する。例えば、液滴が針状部を挟んで片側のみに発生することを抑制できる。

・上記実施形態及び変形例では、針状部２４とノズル２２とを同一材料による一体成型品としたが、これに限らず、針状部２４とノズル２２とを別材料で構成してもよい。例えば、ノズル２２を樹脂材料で形成し、針状部２４を金属材料で形成する方法が挙げられる。

図１１（ａ）（ｂ）を参照して、針状部とノズルとを別材料で構成した変形例を説明する。針状部１２４は、金属などの弾性を持つ材料で形成される個別部材である。針状部１２４は、直線状の柱状部１２４ａと、尖端１２４ｃを含む先端部１２４ｂと、基端部であるバネ形状部１２４ｄとを有することができる。図示した例では、バネ形状部１２４ｄはジグザグ形であるが、特に限定されず、例えば、バナナプラグ形やらせん形等の他のバネ形状を有してもよい。

ノズル１２２は、撥水性を有する合成樹脂で形成される。図１１（ｂ）に示すように、ノズル１２２は例えばキャップ１２１の一部分として一体成形される。ノズル１２２は、上記実施形態の針状部２４を有さない点で上記実施形態とは異なる。

針状部１２４のバネ形状部１２４ｄは、ノズル１２２の流入孔１２２ａに挿入され、ノズル１２２の流入孔１２２ａ内で径方向に弾性的に圧縮されるように構成される。バネ形状部１２４ｄの弾性復元力によって、針状部１２４はノズル１２２に固定的に装着される。針状部１２４の尖端１２４ｃを含む先端部１２４ｂは、ノズル１２２の流入孔１２２ａの最下縁である先端部１２２ｂから滴下方向に突出する。

個別部材である針状部１２４は以下の利点を奏し得る。
針状部を持たない既存の円筒形のノズルに針状部１２４を組み込むことができる。針状部１２４と、ノズル１２２（キャップ１２１）とを別の工程で製造することができる。一般に点滴筒には、液滴のサイズを安定させる必要性から、液滴がノズルの外面に沿って濡れ上がりにくいように、ノズルは撥水性の材料で構成することが望ましい。一方、サテライト滴の発生を抑制するためには、針状部の表面に液滴が濡れ広がるように、針状部は親水性の材料で構成することが望ましい。この相反する要求を満たすために、上記実施形態のように針状部２４とノズル２２とを同じ材料で一体成形する場合には、針状部２４の撥水効果を低減させるために針状部２４は極めて細い形状に成形される。この細い針状部２４を含むノズル２２の一体成形加工には高い難度を必要とする。例えば、一体成形用の金型の作製コストが高くなることがある。この点、図１１の変形例のように針状部１２４がノズル１２２とは異なる個別部材であると、微細な針状部１２４を単独で製造でき、針状部を持たないノズル１２２の成形加工が容易になる。針状部１２４とノズル１２２とを異なる材料で容易に構成でき、例えば、ノズル１２２を撥水性材料で構成し、針状部１２４は親水性材料で構成することができる。従って、液滴のサイズの安定化効果及びサテライト滴の発生の抑制効果をより高いレベルで、かつ安価に両立できるようになる。

図１２（ａ）に示すように、針状部２４は最外面に親水性表面層２５を有してもよい。親水性表面層２５は、例えば、コーティング、プラズマ処理、ＵＶ処理、フレーム処理等の親水性を高める表面改質によって形成することができる。親水性表面層２５により、液滴が針状部２４の表面に濡れ広がりやすくなり、針状部２４のサテライト滴抑制効果が安定および／または向上する。針状部２４を極めて細い形状に成形せずとも、親水性表面層２５によって所望のサテライト滴抑制効果を得ることができる。したがって、親水性表面層２５は、針状部２４がノズル２２と一体成形される場合に特に有利である。なお、図１２（ｂ）に示すように、親水性表面層２５は針状部２４において先端部２４ｂを含む局所に設けてもよい。

・上記実施形態では、針状部２４の全体が直線状であり、針状部２４の全体をキャップ２１のまたはノズル２２の中心軸線Ｌ１と平行または同軸に配置した。しかし、図１３の変形例では、針状部２２４は、屈曲部２２４ａ１を含む柱状部２２４ａと、先端部２２４ｂとを有する。屈曲部２２４ａ１は柱状部２２４ａの直線状の上部２２４ａ２と直線状の下部２２４ａ３との間に設けられる。直線状の下部２２４ａ３は屈曲部２２４ａ１において直線状の上部２２４ａ２に対して曲げられている。柱状部２２４ａの直線状の上部２２４ａ２は、キャップ２１のまたはノズル２２の中心軸線Ｌ１と平行または同軸に配置される。一方、先端部２２４ｂ（及び柱状部２２４ａの下部２２４ａ３）は中心軸線Ｌ１に対して非平行である。針状部２２４がノズル２２の流入孔２２ａの先端部２２ｂから滴下方向に突出している。この構成によっても、サテライト滴の発生の抑制効果が得られる。

筐体１１の内壁への液滴の付着を少なくするために、筐体１１の軸線が重力方向に対して傾斜するようにして点滴筒１０を使用することがある。針状部２２４を備える点滴筒１０を傾斜状態で使用することにより、筐体１１の内壁への液滴の付着はいっそう低減される。

・上記実施形態では、針状部２４の基端部はノズル２２の流入孔２２ａの内壁２２ｄによって支持される。しかし、針状部は、流入孔２２ａの内壁２２ｄによって支持されなくてもよい。例えば、図１４に示す変形例では、針状部３２４の基端部３２４ｄは、ノズル３２２の流入孔２２ａの先端部２２ｂの一部に直接連結されている。針状部３２４はノズル３２２の流入孔２２ａの先端部２２ｂから滴下方向に突出している。ノズル３２２は、キャップ２１のまたはノズル２２の中心軸線Ｌ１と平行または同軸に配置される。一方、針状部３２４の全体は中心軸線Ｌ１に対して非平行である。針状部３２４は基端部３２４ｄにおいてノズル３２２に対して曲げられている。針状部３２４がノズル３２２の流入孔２２ａの先端部２２ｂから滴下方向に突出している。この構成によっても、サテライト滴の発生の抑制効果が得られる。針状部３２４を備える点滴筒１０を傾斜状態で使用することにより、筐体１１の内壁への液滴の付着はいっそう低減される。

・上記実施形態では、針状部２４の柱状部２４ａおよび/または先端部２４ｂは、初期形状を維持するように構成されている。しかし、針状部は、柱状部および/または先端部において変形可能に構成されてもよい。例えば、図１５に示す変形例では、針状部４２４は柔軟性のある紐として構成される。針状部４２４はノズル２２の流入孔２２ａの先端部２２ｂから滴下方向に突出している。この構成によっても、サテライト滴の発生の抑制効果が得られる。針状部４２４を備える点滴筒１０を傾斜状態で使用することにより、筐体１１の内壁への液滴の付着はいっそう低減される。

・上記実施形態及び変形例では、針状部２４は中実部材として構成される。しかし、針状部は中空部材として構成されてもよい。例えば図１６に示す変形例では、中空の針状部５２４は、筒状の柱状部５２４ａと、先端開口を有する先端部５２４ｂとを含む。先端部５２４ｂは、柱状部５２４ａの軸線を斜めに横切る環状端面５２４ｂ１を有し、当該環状端面５２４ｂ１によって先端開口が区画される。針状部５２４はノズル２２の流入孔２２ａの先端部２２ｂから滴下方向に突出している。この構成によっても、サテライト滴の発生の抑制効果が得られる。

・上記実施形態並びに上記各変形例は適宜組み合わせてもよい。

１０…点滴筒、１１…筐体、２１…キャップ、２２…ノズル、２２ａ…流入孔、２４…針状部、２４ａ…柱状部、２４ｂ…先端部（先端）、Ｄ１，Ｄ２…直径。

Claims (6)

1. 筐体と、
   前記筐体内に液体を流入可能な流入孔を有して該流入孔先端から前記液体を滴下させるノズルと、
   前記ノズルの流入孔先端よりも滴下方向下流側において少なくとも先端部が位置した状態で保持された針状部と、を備え、前記針状部の前記先端部が尖端形状である点滴筒。
2. 前記針状部は、前記流入孔先端から離間した状態で保持されている、請求項１に記載の点滴筒。
3. 前記針状部は、前記流入孔の開口面を正面視して中心に設けられる、請求項１または２に記載の点滴筒。
4. 前記針状部は、柱状部および前記先端部を有する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の点滴筒。
5. 前記針状部は円柱状の柱状部を有し、
   前記ノズルは円形状の流入孔を有し、
   前記円柱状の柱状部の直径Ｄ１と前記円形状の流入孔の直径Ｄ２との割合が、Ｄ１：Ｄ２＝１：２０から３：４の範囲となる、
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載の点滴筒。
6. 前記流入孔の内周面は、途中位置から先端部にかけて拡径するような逆テーパ面を有し、
   前記流入孔の外周面は、途中位置から先端部にかけて縮径するようなテーパ面を有する、
   請求項１乃至５のいずれか１項に記載の点滴筒。

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