JPH07185001A - 使い捨て注射器 - Google Patents

使い捨て注射器

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JPH07185001A
JPH07185001A JP6280730A JP28073094A JPH07185001A JP H07185001 A JPH07185001 A JP H07185001A JP 6280730 A JP6280730 A JP 6280730A JP 28073094 A JP28073094 A JP 28073094A JP H07185001 A JPH07185001 A JP H07185001A
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Herbert Schumacher
シューマッハー ヘルベルト
Norbert Messner
メスナー ノルベルト
Ernst Osen
オーゼン エルンスト
Dirk Ecknig
エックニヒ ディルク
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Carl Freudenberg KG
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 公知の欠点が確実に回避されかつ改善された
使用特性を有するように、使い捨て注射器を改良し、ま
た特に、ピストンと中空シリンダとの間のシール作用
を、この範囲の不気密性が回避されかつ作用物質をほぼ
完全に中空シリンダから放出できるように、改善するこ
とにある。 【構成】 人間又は動物に液状の作用物質を投与するた
めの使い捨て注射器であって、作用物質を充填された中
空シリンダを備え、この中空シリンダに注射針が装着可
能でかつ中空シリンダがピストンを取り囲んでいて、こ
のピストンがピストンロッドを介して注射針の方向に運
動可能である形式のものにおいて、ピストンが熱可塑的
に処理可能な弾性ゴム混合物から形成されかつ作用物質
の方向で、中空シリンダに接触する半径方向にばね弾性
的な環状のシールリップによって制限されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、人間又は動物に液状の
作用物質を投与するための使い捨て注射器であって、作
用物質を充填された中空シリンダを備え、この中空シリ
ンダに注射針が装着可能でかつ中空シリンダがピストン
を取り囲んでいて、このピストンがピストンロッドを介
して注射針の方向に運動可能である形式のものに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】このような使い捨て注射器は一般に公知
であり、この場合、ピストン及びピストンロッドは材料
的に統一されかつ互いに一体に移行するように構成され
ている。ピストン及びピストンロッドは例えばポリエチ
レン又はナイロンから形成される。
【０００３】ピストンと、同様に有利にはポリエチレン
からなる中空シリンダとの間のシール作用は十分なもの
ではない。極めて僅かな製作誤差を維持しても、互いに
周方向で隣接して配属された部分範囲における中空シリ
ンダの内壁に対するピストンの圧着力は異なる大きさで
あり、この場合、これに起因する漏れの危険がピストン
の緩和現象によって付加的に増大せしめられる。
【０００４】更に、作用物質に面した側で半径方向に延
びる平らな端面を有する円筒状に形成されたピストンに
よって、中空シリンダを完全に空にすることが妨げられ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
欠点が確実に回避されかつ使い捨て注射器が改善された
使用特性を有するように、冒頭に述べた形式の使い捨て
注射器を改良することにあり、また特に、ピストンと中
空シリンダとの間のシール作用を、この範囲の不気密性
が回避されかつ作用物質をほぼ完全に中空シリンダから
放出できるように、改善することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題は本発明によれ
ば、特許請求の範囲第１項の特徴部分に記載の構成の本
発明に使い捨て注射器によって解決された。
【０００７】有利な構成はその他の請求項に記載されて
いる。
【０００８】
【発明の効果】本発明では、ピストンは熱可塑的に処理
可能な弾性ゴム混合物から形成されかつ作用物質の方向
で、中空シリンダに接触する半径方向にばね弾性的な環
状のシールリップによって制限されている。
【０００９】ピストンはシールエレメントとして構成さ
れかつエラストマー材料から製作されるので、半径方向
で弾性的に撓むシールリップは中空シリンダの内壁に密
に接触する。シールリップは調和した半径方向のプレロ
ードをもって周方向線に沿って内側で中空シリンダに接
触する。これによって、中空シリンダ及び／又はピスト
ンの製作に起因する誤差は難なく補償され、従って、確
実なシール作用が得られる。
【００１０】例えばピストンロッドの運動方向でみて機
能的に相前後して接続された多数のシールリップが使用
される場合には、作用物質損失が確実に防止される。こ
れに対して、中空シリンダに接触する半径方向にばね弾
性的な１つの環状のシールリップだけが設けられる場合
には、ピストンと中空シリンダとの間の摩擦は最小限に
制限されかつピストンロッドの僅かな力による衝撃のな
い操作が保証され、従って、投与すべき作用物質を簡単
にかつ正確に配量することができる。
【００１１】有利な構成では、ピストンは雌ねじ山を介
してピストンロッドの雄ねじ山に固定され、この場合、
雌ねじ山はピストンの運動方向で有利には雄ねじ山より
も短く設計されている。
【００１２】ピストンロッドは有利には、作用物質とは
反対側でディスク状の加圧板を備えるように構成されて
いて、この場合、ピストンロッドのシャフトは有利には
十字形の横断面を有している。十字形の横断面によっ
て、特に小径の中空シリンダ内で及び／又は粘性の作用
物質・充填物を有する中空シリンダ内でピストンロッド
を使用する場合に、操作時のシャフトの座屈の危険が確
実に阻止される。
【００１３】シャフトに続いて作用物質に面した側にデ
ィスク状の支持板が配置されていて、この支持板は互い
に一体にピストンロッドに移行するように形成されてい
てかつ中空シリンダの内周面と共に環状ギャップを制限
している。支持板がその外周面全体に亘って中空シリン
ダの内周面に接触しないことによって、中空シリンダ内
でのピストンロッドの摩擦のない相対運動性が保証され
る。
【００１４】ねじ結合によりピストンロッドにピストン
を固定することによって、両構成部材は軸方向で互いに
相対運動することはなく、このことは、投与すべき作用
物質を正確に配量するために有利である。このように両
構成部材を互いに相対運動不能に固定するために、雌ね
じ山と雄ねじ山とは軸方向遊びなしに、即ち軸方向のプ
レロードをかけて互いに固定される。このような軸方向
のプレロードは例えば、ピストンの雌ねじ山がその運動
方向でピストンロッドの雄ねじ山よりも短く設計される
ことによって、得られる。
【００１５】ほぼコップ状のピストンはピストンロッド
の雄ねじ山に、ピストンの底面が雄ねじ山の終端を形成
するピストンロッドの端面に弾性的なプレロート下で接
触するまで、ねじはめられる。これによって、雌ねじ山
のエラストマー材料はピストンロッドの雄ねじ山のねじ
山に締め付けられるので、ねじ山遊びが除かれる。
【００１６】別の構成では、雌ねじ山はピストンの運動
方向で雄ねじ山よりも長く設計されている。この場合有
利には、ピストンロッドの雄ねじ山にコップ状のピスト
ンをねじはめた場合にはまずピストンの円環面がピスト
ンロッドの支持板に接触する。次いで引き続きピストン
が、底部が端面に接触するまでピストンロッドの雄ねじ
山にねじはめられたばあいには、支持部材として構成さ
れた支持板によって作用物質とは反対側でピストンのエ
ラストマー材料の据え込み及び半径方向の変位運動が生
ずるので、据え込まれた材料は中空シリンダの内周面に
密に接触する。この構成によって、軸方向でのねじ山遊
びを除く以外に、液体損失がより一層確実に防止され
る。
【００１７】別の構成では、ピストンは雄ねじ山によっ
てピストンロッドの雌ねじ山に固定され、この場合、雌
ねじ山はピストンの運動方向でピストンの雄ねじ山より
も短く設計されている。この場合有利には、ピストンロ
ッドに固定した場合に中空シリンダの方向でピストンの
エラストマー材料の半径方向の変位運動が生ずることは
なくかつこれによって高い操作力及び中空シリンダ内で
のピストンのロックが確実に回避される。ピストンは、
雄ねじ山のねじ山が雌ねじ山のねじ山に互いに締め付け
られるまで、ピストンロッド内にねじ込まれる。
【００１８】弾性ゴム混合物はブロック・重合体から形
成されかつポチオレフィンを含有している。この場合有
利には、このような弾性ゴム混合物は良好な弾性的なフ
レキシブル性を有し、かつ本発明による構成及び使用に
おいては緩和現象は著しく僅かであり、かつこのような
弾性ゴム混合物は製作技術的に簡単かつ安価に製作でき
る。
【００１９】更に有利には、ポリオレフィンを含有する
ブロック・重合体は慣用の作用物質に対して抵抗力を有
している。ポリオレフィンとしてポリプロピレンを使用
でき、この場合、含有量は有利には１乃至３０重量％で
ある。
【００２０】弾性ゴム混合物におけるポリプロピレンの
含有高さに関連してピストンの弾性的なフレキシブル性
をその都度の使用条件に適合させることができる。例え
ば、比較的粘性の作用物質を投与する場合には、ポリプ
ロピレンの含有量が２０乃至３０重量％でありかつこれ
によってピストンが所要の剛性を有すると、有利であ
る。
【００２１】中空シリンダ内でのピストンの滑り特性を
改善するために、弾性ゴム混合物は０．１乃至２重量％
のシリコンゴムを含有している。改善された滑り特性に
よってスティックスリップ効果が回避される。使い捨て
注射器の操作は簡単でありかつ作用物質は正確に前もっ
て規定された調量量で投与できる。
【００２２】弾性ゴム混合物は主として少なくとも部分
的に網状結合された弾性ゴムと熱可塑性材料とから構成
され、この場合、弾性ゴム混合物は例えばスチロール・
エチレン・ブチレン・スチロール（ＳＥＢＳ）から形成
される。
【００２３】シールリップは少なくとも１つのシール縁
を有していて、このシール縁は有利には外側で互いに交
差する２つの円錐面によって制限されている。このよう
な構成ではシール縁はほぼ線状にかつ外周面側でピスト
ンに沿って延びていてしかも中空シリンダの内壁を確実
にシールする。
【００２４】これとは異なる構成では、シール縁は例え
ば外側で半円形の横断面を有する表面によって制限され
ている。このような構成は特に、中空シリンダに対する
シールリップの半径方向の圧着力及び／又は中空シリン
ダ内部の圧力が作用物質の投与によって相対的に高めら
れる場合に、有利である。これによって、シールリップ
は摩滅から申し分なく防護されひいてはこのような条件
下でも十分シール作用を発揮する。
【００２５】ピストンはシールリップの半径方向で内側
で切込み部を備えることができる。切込み部は有利には
ピストンの端面内に切込まれた環状の溝によって形成さ
れる。注射針の方向でピストンロッドが運動する場合ひ
いては作用物質を投与する場合には、円環状の環状溝内
で周辺大気に比して相対的な過圧が発生し、この過圧に
よって、中空シリンダの内壁に対するシールリップの設
計及び材料に起因した圧着作用が付加的に補助される。
【００２６】作用物質の粘性及び作用物質を投与する場
合に中空シリンダ内で発生する圧力に関連して、中空シ
リンダの対するシールリップの圧着力が自動的に調整さ
れる。
【００２７】ピストンは溝の半径方向で内側で、中空シ
リンダの端壁に適合した形状を有する端面を有してい
る。この構成によって、中空シリンダ内のすきま容積は
ピストンロッドが完全に引き込まれた場合に最小限に制
限される。エラストマーのピストンの端面は使い捨て注
射器を操作した場合にほぼ中空シリンダの流出開口まで
移動しかつ中空シリンダ内を占める作用物質をほぼ完全
に押しのける。
【００２８】端面は有利には突起を制限していて、この
突起は端壁の方向でシールリップから突出している。こ
れによって、中空シリンダの狭められた流出範囲に位置
する作用物質の液体成分はほぼ完全に投与される。
【００２９】突出端部によって生ぜしめられる突起の突
出量は有利な構成では、端壁にピストンが圧着された場
合に生ずるシールリップの半径方向変位によって溝がほ
ぼ塞がれるように、設計されている。注射針の方向でピ
ストンロッドが運動する間に溝内を占める作用物質の液
体成分は、中空シリンダの端壁にピストンが当接した場
合にピストンの弾性変形に基づき溝から注射針の方向に
移動する。この場合、ピストンの変形にもかかわらず作
用物質の液体成分はシールリップを通過して周辺大気の
方向に移動することはない。
【００３０】端面は半径方向に延びる少なくとも１つの
切欠きによって中断することができ、この切欠きは外周
面から中央に延びている。これによって、中空シリンダ
の端壁にピストンの端面が当接した場合に作用物質は中
空室内に閉じ込められることはなく、むしろ常時注射針
の方向で液体を案内する接続路が形成される。
【００３１】
【実施例】第１図で図示の実施例では使い捨て注射器は
液状の作用物質１によって充填されている。使い捨て注
射器は中空シリンダ２を有していて、この中空シリンダ
の一方の軸方向の端部はピストンロッド５に装着された
ピストン４によって液密に閉鎖されていてかつ軸方向の
他方の端部は注射針３を備えている。
【００３２】ピストン４は弾性的にフレキシブルな熱可
塑的に処理される弾性ゴム材料、有利にはＴＰＥから成
りかつ中空シリンダ内で作用物質を周辺大気からシール
している。ピストン４はコップ状に形成されかつその切
欠きの内部に雌ねじ山７を有していて、この雌ねじ山に
よってピストンはピストンロッド５の雄ねじ山８に固定
される。
【００３３】ピストン４は軸方向のプレロードをかけら
れてピストンロッドに固定されているので、これによっ
てねじ山遊びが補償される。図示の実施例ではピストン
４の円環状の縁部は弾性的なプレロード下でピストンロ
ッドの支持板２２に密に接触している。この場合、エラ
ストマー材料の据え込みによって半径方向の拡大作用及
び中空シリンダの内壁に対する付加的なシール作用が得
られる。
【００３４】第２図では放出状態で本発明の使い捨て注
射器を図示している。作用物質１に面したピストン４の
端面１４は中空シリンダ２の内側の端壁１７に接触す
る。この場合、突起１８によって中空シリンダ２の流出
開口が少なくとも部分的に塞がれる。
【００３５】第３図では使い捨て注射器を流出開口の範
囲で図示している。この場合、作用物質はまだ完全には
放出されてない。ピストン４はそのシールリップ６によ
って半径方向のプレロード下で中空シリンダ２の内壁に
接触していて、この場合、実施例ではシールリップはシ
ール縁１０を有している。
【００３６】更に、ピストン４は中空シリンダの内壁に
溝１５の半径方向で外側でシール突起２３によってかつ
溝１５の半径方向で内側で端面１６によって接触する。
突起１８は使用状態で中空シリンダの流出開口によって
所定の位置で定心され、この場合、注射針３の方向で作
用物質を搬送するために切欠き１９が設けられている。
この場合、注射針３の方向で作用物質の通路を開設する
ために、突起１８内に流れ方向に延びる切欠き１９が設
けられている。
【００３７】第４図では第３図の一部を図示している。
この場合、ピストンロッド５はこれに固定されたピスト
ン４と共に更に中空シリンダ２の流出開口の方向に移動
している。第３図から出発して、溝１５の半径方向で外
側のピストンの部分範囲は中空シリンダ２の内壁の形状
に基づき半径方向で内向きに変位している。この場合、
シールリップ６のシール縁１０は中空シリンダ２に依然
としてシール作用をもって接触している。
【００３８】シール突起２３によってシールリップ６が
ガイドされ、この場合、半径方向の変位によって溝１５
はほぼ完全に閉鎖されかつ溝内を占める作用物質の液体
成分は突起１８の切欠き１９を介して注射針３の方向に
押しのけられる。ピストンはこの使用状態で、作用物質
の全ての液体成分が溝１５から押しのけられた場合に、
中空シリンダの流出開口を完全に閉鎖する。
【００３９】突起１８の突出量Ａの大きさはほぼ流出開
口範囲での中空シリンダの形状に関連している。突出量
Ａは突起１８の幾何学的な構成に関連して、溝１５の半
径方向で外側で及び溝１５内に作用物質が最早存在しな
い場合に初めて、ピストン４の端面１４が中空シリンダ
の流出開口を完全に閉鎖するように、設計されている。
【００４０】第５図では本発明の使い捨て注射器の別の
実施例が図示されており、この場合、作用物質は中空シ
リンダ２からほぼ放出されている。ピストン４は作用物
質とは反対側で一体に成形された雄ねじ山２４を有して
いて、この場合、雄ねじ山はピストンロッド５の雌ねじ
山２５と結合されている。作用物質に面したピストンの
端面１４は第３図の実施例と同様である。
【００４１】第６図では第５図の使い注射器の一部を拡
大図で図示している。図面から明らかなように、ピスト
ンの外周面は組立に続いて据え込まれることはなくひい
ては半径方向で拡大されることもない。この場合有利に
は、ピストンは外周面側でシールリップ６のシール縁１
０によってのみ中空シリンダの内壁に接触し、これによ
って、作用物質を投与する際の操作力が最小限に減少さ
れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】作用物質で充填された本発明の使い捨て注射器
を示す図。
【図２】第１図の使い捨て注射器を放出状態で示した
図。
【図３】作用物質がまだ完全に放出されてない状態での
使い捨て注射器の一部を示す図。
【図４】ピストンロッドが更に注射針の方向に押し進め
られかつ作用物質がほぼ放出された状態での第３図の一
部を示す図。
【図５】ピストンが雄ねじ山によってピストンロッドの
雌ねじ山に固定される別の実施例を示す図。
【図６】ピストンが雄ねじ山によってピストンロッドの
雌ねじ山に固定される別の実施例の第３図に相応する
図。
【符号の説明】
１ 作用物質 ２ 中空シリンダ ３ 注射針 ４ ピストン ５ ピストンロッド ６ シールリップ ７，２５ 雌ねじ山 ８，２４ 雄ねじ山 １０ シール縁 １４，１６ 端面 １５ 溝 １７ 端壁 １８ 突起 １９ 切欠き ２２ 支持板 ２３ シール突起
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エルンスト オーゼン ドイツ連邦共和国 ビルケナウ イム ベ ッテンクリンゲン ４ (72)発明者 ディルク エックニヒ ドイツ連邦共和国 マンハイム ラインダ ムシュトラーセ 64

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 人間又は動物に液状の作用物質を投与す
    るための使い捨て注射器であって、作用物質を充填され
    た中空シリンダを備え、この中空シリンダに注射針が装
    着可能でかつ中空シリンダがピストンを取り囲んでい
    て、このピストンがピストンロッドを介して注射針の方
    向に運動可能である形式のものにおいて、ピストン
    （４）が熱可塑的に処理可能な弾性ゴム混合物から形成
    されかつ作用物質（１）の方向で、中空シリンダ（２）
    に接触する半径方向にばね弾性的な環状のシールリップ
    （６）によって制限されていることを特徴とする、使い
    捨て注射器。
  2. 【請求項２】 ピストン（４）が雌ねじ山（７）を介し
    てピストンロッド（５）の雄ねじ山（８）に固定されて
    いて、雌ねじ山（７）がピストン（４）の運動方向
    （９）で雄ねじ山（８）よりも短く設計されている、請
    求項１記載の使い捨て注射器。
  3. 【請求項３】 ピストン（４）が雄ねじ山（２４）を介
    してピストンロッド（５）の雌ねじ山（２５）に固定さ
    れていて、雌ねじ山（２５）がピストン（４）の運動方
    向（９）でピストン（４）の雄ねじ山（２４）よりも短
    く設計されている、請求項１記載の使い捨て注射器。
  4. 【請求項４】 弾性ゴム混合物がほぼブロック・重合体
    から形成されている、請求項１から３までのいずれか１
    項記載の使い捨て注射器。
  5. 【請求項５】 弾性ゴム混合物がポリオレフィンを含有
    している、請求項３記載の使い捨て注射器。
  6. 【請求項６】 ポリオレフィンとしてポリプロピレンが
    使用されかつ含有量が１乃至３０重量％である、請求項
    ５記載の使い捨て注射器。
  7. 【請求項７】 弾性ゴム混合物が０．１乃至２重量％の
    シリコンゴムを含有している、請求項４から６までのい
    ずれか１項記載の使い捨て注射器。
  8. 【請求項８】 シールリップ（６）が少なくとも１つの
    シール縁（１０）を有していて、このシール縁が外側で
    互いに交差する２つの円錐面（１１，１２）によって制
    限されている、請求項１から７までのいずれか１項記載
    の使い捨て注射器。
  9. 【請求項９】 ピストン（４）がシールリップ（６）の
    半径方向で内側で切込み部（１３）を備えている、請求
    項１から８までのいずれか１項記載の使い捨て注射器。
  10. 【請求項１０】 切込み部（１３）がピストン（４）の
    端面（１４）内に切込まれた環状の溝（１５）によって
    形成されている、請求項９記載の使い捨て注射器。
  11. 【請求項１１】 ピストン（４）が溝（１５）の半径方
    向で内側、中空シリンダ（２）の端壁（１７）に適合し
    た形状を有する端面（１６）を有している、請求項１０
    記載の使い捨て注射器。
  12. 【請求項１２】 端面（１４）が突起（１８）を制限し
    ていて、この突起が端壁（１７）の方向でシールリップ
    （６）から突出している、請求項９から１１までのいず
    れか１項記載の使い捨て注射器。
  13. 【請求項１３】 突出端部によって生ぜしめられる突起
    （１８）の突出量が、端壁（１７）にピストン（４）が
    圧着された場合に生ずるシールリップ（６）の半径方向
    変位によって溝（１５）がほぼ塞がれるように、設計さ
    れている、請求項１２記載の使い捨て注射器。
  14. 【請求項１４】 端面（１６）が半径方向に延びる少な
    くとも１つの切欠き（１９）によって中断されていて、
    この切欠きが外周面（２０）から中央（２１）にまで延
    びている、請求項１１から１３までのいずれか１項記載
    の使い捨て注射器。
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