KR101428500B1 - 액체 투여 주사기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판에 액체 물질을 투여하기 위한 주사기를 제공한다. 한 실시예에서, 상기 주사기는 제 1 단부, 제 2 단부, 및 내부 저장소를 갖는 배럴을 포함한다. 피스톤이 상기 저장소 내에 미끄럼 가능하게 배치되며, 상기 배럴의 제 1 단부에 인접한 상기 내부 저장소의 용적을 증가 또는 감소시키도록 이동될 수 있다. 상기 피스톤이 상기 제 1 단부를 향하는 방향으로 이동할 때, 상기 배럴의 제 1 단부로부터 유체를 투여하기 위해, 상기 피스톤의 상기 제 1 단부는 그로부터 연장하는 연장 정상부를 갖는 반구체 형상의 표면 프로파일을 갖는다.
Figure R1020087029779
주사기, 내부 저장소, 배럴, 피스톤, 반구체 형상, 프로파일

Description

액체 투여 주사기{Liquid dispensing syringe}
본 출원서는, 본 발명에 그대로 참고하고 있으며, 공동 계류 중인 미국 가출원 제60/813,424호의 등록 이득에 대한 권리를 갖는다.
본 발명은 일반적으로 액체 물질을 투여하는 분야, 특히 액체 물질을 투여하기 위한 주사기에 관한 것이다.
예를 들면, 접착제, 투영 코팅(conformal coating) 물질, 납땜 페이스트, 납땜 플럭스, 및 기타 유사 물질들과 같은 유체들을 조립 공정 동안 기판상에 배치시키기 위한 산업 분야에서 다양한 타입의 투여기들이 사용된다. 한가지 타입의 유체 투여기로서, 투여될 유체 물질의 공급을 보유하기 위한 배럴 저장소를 형성하는 투여기 몸체를 갖는 주사기형 투여기가 있다. 투여팁은 한 단부에서 주사기에 결속되고, 상기 저장소와 유체 소통한다. 상기 저장소에 배치된 피스톤은 상기 저장소의 유체를 가압하기 위해 이동되고, 따라서 소량의 유체를 투여팁으로부터 기판상에 투여할 수 있다.
많은 산업 분야에서는 유체가 매우 정확한 양으로 정확한 위치에 투여될 것을 요구하고 있다. 그 때문에, 유체 투여기들은 제어 가능하고 예측 가능한 방식으로 저장소 내의 피스톤을 이동시키기 위한 액추에이터를 포함한다. 예를 들어, 당업계에서는 공기식 액추에이터가 공지되어 있으며, 이는 피스톤을 이동시키고 투여기로부터 유체를 투여하기 위해 피스톤에 공급된 압축 공기를 사용한다. 당업자라면 저장소 내의 피스톤의 이동을 제어하기 위해 사용될 수 있는 선형 액추에이터와 같은 다른 타입의 액추에이터에 대하여도 이해할 수 있을 것이다. 정확한 투여가 요구되지 않는 다른 분야에서는, 피스톤이 수동 조작을 통해 이동될 수도 있다.
한 양태에 따르면, 투여 주사기는 제 1 단부 및 제 2 단부와, 내부 저장소를 갖는 배럴을 포함한다. 피스톤은 상기 주사기 내로 미끄럼 가능하게 배치되며, 상기 배럴의 제 1 단부에서 용적을 증가 또는 감소시키기 위해 저장소 내에서 제 1 위치와 제 2 위치 사이로 이동 가능하다. 상기 피스톤은 제 1 단부 및 제 2 단부를 가지며, 상기 제 1 단부는 피스톤의 중심축을 따라 연장하는 연장 정상부(apex)를 갖는 일반적으로 반구체 형상의 표면 프로파일을 갖는다. 상기 표면 프로파일은 피스톤이 제 1 단부를 향하는 방향으로 이동할 때 배럴의 제 1 단부로부터 유체의 투여를 용이하게 한다. 투여 주사기는 공기 포집(air entrapment)을 감소시키거나 제거하며, 상기 피스톤이 상기 배럴의 상기 제 1 단부와 완전히 결합된 후 상기 주사기에 잔류하는 물질의 양을 최소화한다.
다른 양태에서, 피스톤은 상기 피스톤의 제 1 단부와 제 2 단부 사이에 위치하는 원주 방향으로 연장된 와이퍼 시일(wiper seal)을 포함할 수 있다. 상기 피스톤은 반구체 형상의 표면상에 형성된 하나 이상의 유체 통로를 추가로 포함할 수 있다. 상기 유체 통로는 피스톤의 제 1 단부와 제 2 단부 사이로 연장하며, 내부 저장소가 배럴의 제 1 단부로부터 충전될 때 제 1 와이퍼 아래로의 공기 축적을 감소시키도록 돕는다. 상기 피스톤은 제 1 용적 내의 유체를 보유하면서 가스가 제 1 용적으로 통과하도록 구성될 수 있다. 한 실시예에 있어서, 피스톤의 적어도 일부는 유체를 보유하면서 가스가 상기 제 1 용적으로부터 용이하게 통과하도록 구성될 수 있다.
또 다른 양태에서, 상기 주사기 배럴은 상기 내부 저장소 내에 방사상 내향으로 연장하는 돌출부(ledge)를 포함한다. 상기 돌출부는, 피스톤이 제 1 단부에 상기 피스톤을 결합하기 위해 상기 배럴의 상기 제 1 단부를 향해 이동할 때, 상기 와이퍼 시일과 결합한다. 상기 와이퍼 시일과 돌출부 사이의 결합으로 인해 와이퍼 아래로부터 유체 물질이 압착되며, 따라서, 상기 피스톤이 상기 배럴의 제 1 단부로 이동할 때 저장소 내에 잔류하는 유체 물질을 최소화한다.
또 다른 양태에서, 압축 공기의 소스에 투여 주사기를 결속하기 위한 어댑터는 주사기 배럴에 결속하기 위한 제 1 단부와 압축 공기의 소스에 결속하기 위한 제 2 단부를 포함한다. 상기 어댑터의 제 1 단부상의 제 1 허브 및 제 2 허브는 배럴에 어댑터를 부착시키기 위해 배럴상의 귀부(ear)들과 결합한다. 상기 배럴의 귀부들은 상기 귀부들의 원주 방향 길이와 비교하여 작은 방사상 크기를 가질 수 있으며, 따라서, 투여 주사기가 사용되는 동안 상기 귀부들의 편향이 감소되거나 소멸된다. 상기 어댑터는 상기 제 1 및 제 2 허브들이 배럴상의 귀부들과 결합할 때 상기 배럴의 개방 단부에 결속시키기 위해 어댑터의 제 1 단부로부터 연장하는 시일을 추가로 포함할 수 있다.
또 다른 양태에서, 어댑터가 주사기 배럴을 압축 공기의 소스에 결속시키는데 사용되지 않을 때, 단부캡(end cap)이 주사기 배럴과 함께 사용될 수 있다. 상기 단부캡은 서로 대향하여 배치된 제 1 결속탭 및 제 2 결속탭을 갖는 환상 브림(brim)을 포함한다. 상기 단부캡은 상기 브림의 방사상 내향으로 위치된 가요성 중심부를 갖는다. 상기 가요성 중심부는 배럴의 귀부들 위로 상기 결속탭들의 스냅식 결합(snap-fit) 설치를 용이하게 하기 위해 변형될 수 있다.
또 다른 양태에서, 팁캡(tip cap)은 주사기 배럴의 제 1 단부에 위치한 수형 루어 커넥터(male luer connector)에 부착될 수 있다. 상기 팁캡은 스커트(skirt)를 갖는 단부벽과 상기 단부벽으로부터 축방향 외향으로 연장하는 환상 부트(boot)를 포함한다. 상기 부트는 상기 수형 루어 커넥터와 마찰 결합하기 위한 공간을 형성하기 위해 상기 스커트 내에 동심적으로 위치된다. 상기 팁캡은 주사기 배럴의 수형 루어 커넥터상에 대응 스레드(threads)와 결합하기 위해 부트상의 적어도 하나의 원주 리브를 추가로 포함한다.
상술되었거나 그밖의 특징들, 목적 및 장점들은 첨부된 도면들과 결합한 다음의 상세한 설명들의 관점에서 당업자들에게 더욱 명백해질 것이다.
본 명세서의 일부를 구성하거나 통합된 첨부 도면들은 상술된 일반적인 설명과 함께 예시적 실시예를 나타내며, 아래에 설명되는 상세한 설명은 본 발명의 원리를 설명할 목적으로 기술된다.
도 1은 예시적 투여 주사기에 대한 사시도.
도 2는 도 1의 투여 주사기에 대한 분해 사시도.
도 3은 도1의 투여 주사기의 배럴에 대한 측부 입면도.
도 3a는 도 3의 주사기 배럴에 대해 3A-3A 라인을 따라 절취한 확대 단면도.
도 3b는 도 3의 주사기 배럴의 다른 실시예에 대한 확대 단면도.
도 4는 도 3의 주사기 배럴과 함께 사용되는 예시적 단부캡의 사시도.
도 4a는 도4의 단부캡에 대해 4A-4A 라인을 따라 절취한 횡단면도.
도 5는 도 3의 주사기 배럴과 함께 사용되는 예시적 팁캡의 사시도.
도 5a는 도 3의 주사기 배럴상의, 도 5에 도시된 팁캡을 설명하는 횡단면도.
도 6은 도 3의 주사기 배럴과 함께 사용되는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 예시적 어댑터의 측부 입면도.
도 6a는 도 6의 어댑터에 대해 6A-6A 라인을 따라 절취한 횡단면도.
도 7은 투여 주사기의 제 1 단부에서 도 1의 주사기의 피스톤을 설명하는 횡단면도.
도 1, 도 2, 도 3, 도 3a, 및 도 3b는 예시적 유체 투여 주사기(10)를 설명한다. 상기 주사기(10)는 일반적으로 유체 물질을 투여하기 위한 제 1 단부(14) 및 상기 제 1 단부(14)와 마주하는 제 2 단부(16)를 갖는 긴 주사기 배럴(12)을 포함한다. 상기 배럴(12)은 상기 제 1 단부(14)로부터 투여될 유체 물질을 포함하기 위한 내부 저장소(18; 도 3 참조)를 형성한다. 상기 내부 저장소(18) 내에는 피스톤(20)이 미끄럼 가능하게 배치되며, 상기 피스톤은 제 1 단부(14)와 제 2 단부(16) 사이를 미끄럼 이동할 수 있으며, 상기 피스톤(20)이 제 1 단부(14)를 향하는 방향으로 이동함에 따라 상기 제 1 단부(14)로부터 유체 물질을 투여한다. 투여팁(22)이 상기 내부 저장소(18)와 소통하기 위해 상기 배럴(12)의 제 1 단부(14)에 제거 가능하게 결속되며, 따라서, 유체 물질이 상기 투여팁(22)의 출구(24)로부터 투여될 수 있다.
도시된 실시예에 있어서, 상기 배럴(12)의 제 1 단부(14)는 상기 투여팁(22)상에 제공된 암형 루어(28)를 수용하도록 구성된 대응하는 수형 루어 커넥터(26)를 포함하며, 따라서 상기 투여팁(22)은 도 3, 도 3a, 및 도 3b에 도시된 바와 같이 상기 배럴(12)의 제 1 단부(14)에 결속될 수 있다. 수형 루어 커텍터(26)는 수형 연결 팁(19) 및 상기 투여팁(22)에 결속시키기 위한 내부 스레드(31)를 갖는 칼라(30)를 포함한다. 상기 배럴(12)의 제 2 단부(16)는 비교적 큰 직경의 개구(70)를 포함하며, 단부캡(110)에 결속하기 위한 방사상 외향 연장 플랜지 또는 귀부(ear)(74, 76), 또는 상기 배럴(12)의 제 2 단부(16)를 압축 공기(36; 도 1)의 소스와 같은 액추에이터에 용이하게 결속하는 어댑터(80)를 갖는다.
도 2 및 도 7에는 예시적 피스톤(20)이 도시되어 있다. 본 실시예에서, 상기 피스톤(20)은 유체 물질을 상기 배럴(12)의 제 1 단부(14)를 통해 투여팁(22) 안으로 진입시키도록 구성된 제 1 단부(32)를 포함한다. 피스톤(20)의 제 1 단부(32)는 유체 물질을 투여팁(22) 안으로 진입시키기 위해 배럴(12)의 제 1 단부(14)와 맞물린다. 피스톤(20)의 대향 제 2 단부(34)가 압축 공기(36; 도 1)의 소스와 같은 액추에이터에 노출됨으로써, 상기 피스톤(20)은 상기 배럴(12)의 제 2 단부(16)로부터 배럴(12)의 제 1 단부(14)를 향하는 방향으로 작동될 수 있다. 배럴(12)의 내부 벽들과 밀봉 결합하기 위해, 적어도 하나의 제 1 원주 와이퍼(40)가 상기 피스톤(20)의 반구체 형상의 표면 프로파일(38)로부터 방사상 외향으로 연장한다. 도시된 실시예에서, 와이퍼(40)는 피스톤(20)의 몸체 둘레에 원주 방향으로 연장하는 플랜지 또는 스커트 형태로 구성되며, 반구체 형상의 표면 프로파일(38)에 대해 계단부(41)를 형성한다. 상기 계단부(41)는 내부 저장소(18) 내의 사장 용적(dead volume)을 최소화하기 위해 중요하다. 피스톤(20)의 제 2 단부(34) 근방에 제 2 와이퍼(42)가 제공될 수 있으며, 상기 제 2 와이퍼는 일반적으로 배럴(12)의 내부 표면과 밀봉 결합하기 위해 제 1 와이어(40)와 같이 형성될 수 있다.
적어도 제 1 및 제 2 와이퍼들(40, 42)에 인접하고 또한 선택사양으로 제 1 단부와 제 2 단부 사이의 영역(43)에 위치하는 피스톤(20)의 표면은, 내부 저장소(18) 내에 포획될 수 있는 공기와 같은 가스 물질을 용이하게 극소 배출시킬 수 있으며, 반면 유체 물질이 상기 내부 저장소(18)로부터 빠져나가는 것은 방지할 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 와이퍼(40), 상기 제 2 와이퍼(42) 및/또는 상기 영역(43)은 가스 물질이 내부 저장소(18)로부터 통과할 수 있는 방식으로 구성될 수 있으나, 액체 물질은 내부 저장소(18)에 보유된다. 대안으로, 피스톤(20)의 일부 또는 전부가 가스 투과성 물질로 형성될 수 있으나, 내부 저장소(18)로부터 가스 물질을 용이하게 통과시키기 위해 액체에 대하여는 불투과성일 수 있다. 상기 내부 저장소(18)로부터 가스 물질을 용이하게 통과시키고, 액체 물질이 새어 나가는 것을 방지하기 위한 다양한 다른 방법들이 사용될 수 있음을 인식하게 될 것이다. 상기 영역(43)은 또한 물질 변형 및 압력을 최소화하고 또한 상기 제 1 와이퍼(42)와 제 2 와이퍼(43) 사이의 가스 포획을 최소화하기 위해 오목 프로파일을 가질 수 있다.
계속해서 도 2 및 도 7을 참고하면, 피스톤(20)의 제 1 단부(32)는, 상기 피스톤(20)이 유체 물질을 팁(22)으로부터 투여하기 위해 배럴(12)의 제 1 단부(14)를 향해 이동함에 따라, 상기 유체 물질을 통해 압력을 균등하게 분배하고 또한 상기 유체 물질의 변형을 최소화하는 일반적으로 반구체 형상의 표면 프로파일(38)을 구성하는 원활한 방사상 프로파일을 갖는다. 도시된 실시예에서, 상기 피스톤(20)의 정점(44)은 상기 피스톤(20)의 제 1 단부(32)에 팁을 형성한다. 상기 정점(44)은 상기 반구체 형상의 표면 프로파일(38)로부터 외향으로 연장하도록 상기 피스톤(20)의 중심 축(45)을 따라 연장할 수 있으며, 또한 상기 피스톤(20)이 배럴(12)의 제 2 단부(14)와 결합할 때 수형 루어(26)의 일부 안으로 하향 연장될 수 있다. 상기 연장된 정점(44)은 상기 반구체 형상의 표면 프로파일(38)로부터 원활한 전이를 제공하고 또한 예를 들어 탄환 선단(bullet-nose) 형상을 구성하는 만곡 영역(44a)을 포함한다. 이와 같은 상기 피스톤(20)의 연장된 정점(44)은 상기 투여팁(22)을 통한 유체 물질의 투여를 도우며, 투여기(10) 내에 보유되는 폐기물을 최소화한다.
피스톤(20)은 정점(44)과 상기 제 1 와이퍼(40) 사이에서 상기 피스톤(20)의 반구체 형상의 표면 프로파일(38)상에 구성된 유동 통로(46)들을 추가로 포함한다. 상기 유동 통로(46)들은 피스톤(20)의 외부 표면 안에 형성된 채널들에 의해 구성될 수 있으며, 또는 피스톤(20)의 제 1 단부(32)상에 배치된 외향 연장 리브들 또는 표면들(도시되지 않음)에 의해 구성될 수도 있다. 도시된 실시예에서, 상기 유동 통로(46)들은 상기 피스톤(20)의 제 1 단부(32) 안에 형성된 채널들이며, 약 0.003 내지 0.005 인치 깊이를 갖는다.
배럴 저장소(18)가 배럴(12)의 제 1 단부(14)로부터 충전될 때, 액체 물질은 상기 피스톤(20)의 정점(44)으로부터 유동 통로들(46)을 따라 제 1 와이퍼(40)를 향하여 간다. 상기 유동 통로들(46)을 따르는 액체 물질의 운동으로 인해, 공기가 통과할 수 있는 제 1 와이퍼(40)를 향해 공기가 강제 포획된다. 그러나, 와이퍼(40)는 액체 물질이 통과하는 것을 방지한다. 이와 같은 방식으로, 상기 제 1 와이퍼(40) 아래로의 공기 축적은 감소하거나 제거된다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 실시예에서는 주사기 배럴(12)의 제 1 단부(14)와 투여팁(22)이 상세하게 도시되어 있다. 상기 배럴(12)은 액체 물질의 변형을 최소화하고, 충전 및/또는 투여 작업 동안 배럴 저장소(18) 내의 공기 포켓의 형성을 감소시키거나 제거하기 위해 상기 투여팁(22)의 디자인과 상호작용한다. 그 때문에, 상기 배럴(12)의 제 1 단부(14)는 피스톤(20)의 제 1 표면(32)의 반구체 형상의 표면 프로파일(38)에 대응하는 원활한 만곡 프로파일(48)을 포함한다. 한 실시예에서, 상기 만곡 프로파일(48)은 약 5/32 인치 내지 약 3/16 인치 범위, 또는 그 이상의 반경을 포함할 수 있다. 상기 만곡 프로파일(48)은 투여팁(22)의 입구(54) 내로의 원활한 전이를 제공하도록 배럴(12)의 제 1 단부(14)에서 출구 오리피스(52)와 출구 통로(50)를 통해 액체 물질이 향하도록 돕는다. 상기 출구 통로(50)의 내경은 배럴(12)로부터 투여기 팁(22) 안으로 투여됨에 따라 액체 물질에서의 변형을 감소시키기 위해 테이퍼질 수 있다. 도 3a에 도시된 실시예에서, 주사기 배럴(12)의 출구 오리피스(52)는 비교적 뭉뚝해진 형상을 갖는다. 대안으로, 배럴(12)의 출구 오리피스(52a)는, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 배럴(12)의 제 1 단부(14)와 투여 팁(22) 사이에 원활한 전이를 제공하기 위해 투여팁 입구(54)의 내부를 향해 외향으로 점차 플레어(flare)될 수 있다. 상기 투여팁 입구(54)의 내부는, 상기 투여팁(22) 내의 공기 포획을 최소화하고, 또한 일반적으로 상기 투여팁(22)의 입구(54)와 출구 통로(56) 사이의 원활한 전이를 제공하기 위해, 일반적으로 사다리꼴 형상의 측벽들 또는 "탄환 선단(bullet-nose)" 형상의 측벽들을 가질 수 있다.
계속해서 도 3a를 참고하면, 주사기 배럴(12)의 출구 통로(50)는 투여팁(22)의 입구(54)에 형성된 원주 홈(60) 위로 연장한다. 이와 같은 홈(60) 또는 "스트리퍼 링(stripper ring)"은 성형 공정 동안 투여팁(22) 안에 형성되며, 코어의 한 반부가 성형된 팁(22)으로부터 제거됨에 따라, 제거 가능한 코어 부재의 다른 반부상에 투여팁(22)을 보유하는 것을 돕는다. 이어서 상기 팁(22)은 상기 코어 부재로부터 배출되고, 상기 스트리퍼 링(60)은 투여팁(22)의 입구 통로 내에 잔류한다.
상기 주사기 배럴(12)의 제 1 단부(14)는 피스톤(22)이 상기 배럴(12)의 제 1 단부(14)에서 내부 표면과 결합함에 따라 상기 피스톤(22)상의 제 1 와이퍼(40)와 결합하도록 구성된 내부 돌출부(62)를 추가로 포함한다. 상기 내부 돌출부(62)가 제 1 와이퍼(40)와 결합함에 따라, 상기 와이퍼(40) 아래의 액체 물질은 상기 와이퍼(40)로부터 더 가압되고, 따라서 액체 물질의 폐기물이 감소된다. 도시된 실시예에서, 균일한 벽 두께를 갖는 배럴(12)이 제공되며, 그 결과 상기 내부 돌출부(62)는 배럴(12)의 외부 표면상에 방사상 외향으로 연장하는 대응 돌출부(64)를 형성하며, 주사기 배럴(12)의 제 1 단부(14)와 가시적으로 구별되는 외관을 제공한다.
연속해서 도 2 및 도 3을 참고하면, 주사기 배럴(12)의 제 2 단부(16)는 상대적으로 큰 직경의 개구부(70)를 포함하며, 방사상 외향으로 연장하는 플랜지(72)를 갖는다. 한쌍의 대향 배치된 탭들 또는 귀부들(74, 76)은, 주사기(10)를 액추에이터에 결속하기 위한 단부캡(110) 또는 어댑터(80)를 용이하게 부착하도록, 반대 방향으로 상기 플랜지(72)로부터 방사상 외향으로 연장하며, 이에 대하여는 아래에서 더욱 상세하게 설명된다. 상기 방사상으로 연장하는 귀부들(74, 76)의 길이는 일반적으로 사용 중 상기 귀부들(74, 76)의 굴곡을 최소화하기 위해 종래의 주사기 귀부들보다 작다. 그와 같은 굴곡은, 피스톤(20)을 배럴(12)의 제 1 단부(14)를 향하는 방향으로 이동시키도록 압력 펄스가 주사기에 제공될 때, 액체 물질의 투여 용적상의 변화를 발생시킬 수 있다. 시간이 흐르면서 귀부들(74, 76)의 반복된 굴곡은 상기 배럴(12) 재료를 약화시키며, 따라서 상기 귀부들(74, 76)의 편향 및 액체 물질의 투여 용적의 변화를 추가로 증가시킨다. 유익하게도 도시된 본 실시예의 주사기(10)에서는 귀부들(74, 76)의 감소된 길이로 인해 상기 귀부들(74, 76)의 굴곡이 감소되며, 따라서 주사기(10)로부터 투여된 액체 물질의 용적에 대한 일관성을 개선한다. 도시된 실시예에서, 각각의 귀부(74, 76)는, 상기 배럴(12)의 제 2 단부(16)에 결속될 수 있는 단부캡(110) 또는 어댑터(80)와의 강제 결합(positive engagement)을 제공하기 위해 외주상에 형성된 방사상 외향으로 연장하는 멈춤쇠 또는 범프(78)를 추가로 포함하며, 이에 대하여는 아래에서 더욱 상세하게 설명된다.
도 6 및 도 6a는, 압축 공기(36)의 소스와 같은, 액추에이터에 주사기(10)를 용이하게 결속하기 위해 주사기 배럴(12)의 제 2 단부(16)에 결속되도록 구성되는 예시적 어댑터(80)를 설명한다. 도시된 실시예에서, 상기 어댑터(80)는 상기 배럴(12)의 제 2 단부(16)에 결속되도록 구성된 제 1 단부(82), 및 압축 공기(36)의 소스와 연통하는 도관(도시되지 않음)에 결속되도록 구성된 제 2 단부(84)를 포함한다. 상기 어댑터의 제 2 단부(84)는 그 위에 도관을 용이하게 부착하기 위한 바브(barb; 86)을 포함할 수 있다. 상기 어댑터(80)의 제 1 단부(82)는 총검 타입(bayonet-type) 방식으로 상기 배럴(12)의 제 2 단부(16)에서 제 1 및 제 2 귀부(74, 76)를 결속하기 위한 대향 배치된 제 1 및 제 2 허브들(88, 90)을 포함한다. 각각의 허브(88, 90)는 방사상으로 연장하는 림(92)과, 상기 림(92)으로부터 이격된 단부벽(94), 및 그들 사이로 연장하는 원주 방향 연장 측벽(96)에 의해 구성된다. 상기 단부벽(94)은, 어댑터(80)가 상기 어댑터의 각 허브들(88, 90) 내에 귀부들(74, 76)을 수용하기 위해 비틀림됨에 따라, 상기 어댑터(80)를 상기 배럴(12)의 제 2 단부(16)에 대항하여 강력하게 인발하도록 상기 림(92)을 향하는 방향으로 경사지는 내부 표면(98; 도 6a)을 갖는다.
연속해서 도 2와 관련하여 도 6 및 도 6a를 참고하면, 어댑터(80)의 제 1 단부(82)는 제 2 단부(84)와 대향하는 방향으로 단부벽(94)으로부터 돌출하는 중심 위치된 원통형 보스(102)상에 배치되는 시일(100)을 추가로 포함한다. 방사상 외향으로 연장하는 플랜지(104)는 상기 원통형 보스(102)상에 상기 시일(100)을 보유한다. 도시된 실시예에서, 시일(100)은 O-링이나, 다른 타입의 다양한 밀봉 장치들이 선택적으로 사용될 수 있음을 인지할 수 있을 것이다. 주사기 배럴(12)에 장착될 때, 상기 시일은 주사기 배럴(12)의 내부 표면에 결속하기 위해 주사기 배럴(12)의 제 2 단부(16) 내로 축방향 연장한다. 주사기 배럴(12)의 내부 표면과 시일(100)을 완전히 결속하기 위해, 어댑터(80)는 상기 어댑터(80)의 허브들(88, 90) 내에 주사기 배럴(12)의 귀부들(74, 76)을 수용하기 위해 회전되어야만 한다. 귀부들(74, 76)이 어댑터(80)의 허브들(88, 90) 내에 수용됨에 따라, 상기 단부벽(94)의 경사 표면(98)은 상기 시일(100)을 상기 배럴(12)의 제 2 단부(16)로 당기고, 시일(100)은 상기 주사기 배럴(12)의 내부 표면과 밀봉 결합한다.
어댑터(80)의 허브들(88, 90) 내에 귀부들(74, 76)을 수용하기 위해 상기 어댑터(80)가 비틀림되기 전에, 공기가 저장소(18)의 내부로부터 시일(100)을 지나 방출될 수 있다. 상기 귀부들(74, 76)이 상기 어댑터(80)의 허브들(88, 90) 내에 완전히 위치될 때, 상기 귀부들(74, 76)상에 형성된 멈춤쇠들(78)이 상기 배럴(12)의 귀부들(74, 76)에 상기 어댑터(80)의 스냅-결합(snap-fit)을 제공하기 위해 상기 어댑터(80)의 측벽들(96) 안에 형성된 대응 슬롯들(79)에 결합함으로써(도 6a), 상기 어댑터(80)가 상기 배럴(12)의 제 2 단부(16)상에 완전히 체결되었다는 적극적 표시를 제공한다. 도시된 실시예에서, 상기 슬롯들(79)은 상기 단부벽들(94)을 통해 형성되고 상기 측벽들(96) 안으로 연장하는 구멍들(79a)로 구성된다.
시일(100)은 주사기 배럴의 제 2 단부(16)상에 형성되고 개구부(70)에 인접한 챔퍼(chamfer)(106)와 결합한다(도 3). 상기 개구부(70)에 챔퍼(106)가 위치함으로써, 시일(100)은 주사기 배럴(12) 내로 너무 과도하게 연장되지 않으며, 따라서 어댑터(80)가 정확히 안착되는지 그리고 주사기 배럴(12)상에 체결되는지에 대한 지시를 제공한다. 어댑터(80)가 정확하게 안착되거나 체결되지 않을 때, 상기 어댑터(80)는 챔퍼(106) 내의 시일(100)의 약한 결합으로 인해 상기 주사기 배럴(12)의 제 2 단부(16)로부터 쉽게 풀려진다.
도 4 및 도 4a는 어댑터(80) 대신에 주사기 배럴(12)의 제 2 단부에 부착될 수 있는 단부캡(110)을 나타낸다. 상기 단부캡(110)은 환상 브림(112), 및 상기 브림(112)으로부터 일반적으로 방사상 외향으로 연장하는 대향 배치된 제 1 및 제 2 플랜지들(114, 116)을 포함한다. 어댑터(80)의 허브들(88, 90)과 유사한, 대향 배치된 제 1 및 제 2 결속탭(118, 120)이 배럴(12)의 귀부들(74, 76)과 결합하기 위해 상기 브림(112)의 저부 측면으로부터 연장한다. 각각의 결속탭(118, 120)은 브림(112)에 수직으로 연장하는 측벽(112) 및 브림(112)에 평행하게 연장하는 단부벽(124)을 포함한다. 따라서, 상기 단부벽(124), 브림(112), 및 측벽(122)은 주사기 배럴(12)의 제 2 단부(16)상에 제공된 제 1 귀부(74) 및 제 2 귀부(76)를 수용하도록 구성된 일반적으로 원주 방향으로 연장하는 슬롯들을 형성한다.
상기 단부캡(110)은 제 1 및 제 2 동심 측벽들(132, 134)과 단부벽(136)에 의해 형성되는 일반적으로 모자 형상인 중심부(130)를 추가로 포함한다. 상기 제 1 측벽(132)은 브림(112)으로부터 축방향 연장하며, 제1 측벽과 제2 측벽 사이로 연장하는 아치형 단부(138)에 의해 상기 제 2 측벽(134)에 결합된다. 단부벽(136)은 제 2 측벽(134)의 제 2 단부상에 제공되며, 캡을 폐쇄한다. 상기 단부캡(110)의 중심부(130)는 브림(112)이 만곡되게 하며, 따라서 단부캡(100)으로 주사기 배럴(12)의 제 2 단부(14)의 폐쇄를 용이하게 한다. 일반적으로 원주 방향으로 연장하는 밀봉 비드(140)가 상기 중심부(130)의 제 1 측벽(132)상에 배치되어, 상기 주사기 배럴(12)의 내부 표면과 단부캡(110)에 밀봉 결합을 제공한다. 연장 스템(142)이 상기 단부벽(136)의 중심에 배치되며, 상기 단부벽(136)으로부터 하향 연장한다. 스템(142)은 제조되는 동안 상기 단부벽(136)의 형성을 용이하게 한다. 상기 배럴(12)의 제2 단부를 단부캡(110)으로 밀봉하기 위해, 제 1 탭(tab)(118)이 배럴(12)의 제 2 단부(14)에서 제 1 귀부(74)와 결합되며, 제 2 탭(120)은 중심부(130)를 압축하여 제 2 탭(120)이 제 2 귀부(76) 너머로 만곡 연장하는 동안 하향으로 피벗됨으로써 상기 제 2 귀부(76) 위에 스냅결합된다.
도 5 및 도 5a는 주사기(10)와 함께 사용될 수 있는 예시적 팁캡(150)이 도시되어 있다. 상기 팁캡(150)은 주사기 배럴(12)의 제 1 단부(14)에서 수형 루어(26) 위에 결합되도록 구성된다. 도시된 실시예에서, 비록 단부벽(152)이 다양한 다른 형상을 가질 수 있다는 사실을 인지할지라도, 상기 팁캡(150)은 일반적으로 원형 단부벽(152)을 포함한다. 상기 단부벽(152)은 플루트(flute), 로브(lobe), 또는 상기 팁캡(150)을 상기 주사기 배럴(12)로부터 설치 또는 제거하는 동안 상기 팁캡(150)을 용이하게 조일 수 있도록 주위 둘레에 배치된 다른 특징부를 가질 수 있다. 일반적으로 원통형 스커트(154)가 상기 측벽(152)으로부터 연장하며, 상기 수형 루어(26)의 칼라(30) 위에 수용되도록 크기가 결정된다. 또한 일반적으로 원통형 부트(156)가 상기 단부벽(152)으로부터 연장하며, 상기 수형 루어(26)의 칼라(30)와 수형 연결팁(29) 사이에 수용될 상기 스커트(154) 내에 동심적으로 위치된다. 상기 스커트(154)와 부트(156)는, 상기 팁캡(150)이 주사기 배럴(12)의 제 1 단부(14)상에 보유되도록, 상기 수형 루어(26)상에 마찰 결합을 제공하기 위한 크기와 치수를 갖는다. 상기 팁캡(150)이 주사기 배럴(12)의 수형 루어(16)상에 견고히 안착될 때, 상기 단부벽(152)의 내부 측면상에 배치된 상승 중심 비드(160)가 상기 주사기 배럴(12)의 제 1 단부(14)의 출구 오리피스(52)와 밀봉 결합한다.
상기 팁캡(150)은 부트(156)상에 제공된 하나 이상의 원주 방향으로 연장하는 리브들 또는 리지들(158)을 추가로 포함하며, 상기 수형 루어(26)의 스레드들을 결합하기 위한 크기를 갖는다. 상기 리브들(158)은 팁캡(150)이 주사기 배럴(12)의 제 1 단부(14) 위에 축방향 압축될 수 있도록 구성될 수 있으며, 따라서 부트(156)는 리브들(158)이 수형 루어(26)상의 스레드들(31) 위에 올려지도록 방사상 내향으로 변형된다. 대안으로, 팁캡(150)은 수형 루어(26)의 스레드들 위로 팁캡(150)을 진행시키도록 팁캡(150)을 비틀어(twisting) 주사기 배럴(12)의 제 1 단부(14) 위에 위치될 수 있다. 팁캡(150)은 상기 팁캡(150)을 비틀어 주사기 배럴(12)의 제 1 단부(14)로부터 제거될 수 있다.
본 발명은 다양한 예시적 실시예들의 설명을 예증하였으며, 또한 상기 실시예들은 매우 상세하게 설명되었으나, 그와 같은 기재는 첨부된 청구범위의 범위를 상세한 설명으로 제한하거나 한정시키려는 의도를 갖지 않는다. 상술된 다양한 특징들은 각각 단독으로 또는 서로 결합하여 사용될 수 있다. 추가의 장점 및 수정이 당업자에게 명확히 드러날 수 있을 것이다. 따라서, 광범위한 측면에서의 본 발명은 상세한 설명, 개별 장치 및 방법과, 설명 및 도시된 예시적 실예에 제한되지 않는다. 따라서, 그와 같은 상세한 설명들은 일반적인 진보적 개념의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 출발한다.

Claims (34)

  1. 투여 주사기로서,
    제 1 단부(14) 및 제 2 단부(16)를 가지며, 내부 저장소(18)를 형성하는 배럴(12);
    상기 배럴(12)의 제 1 단부(14)에 인접한 상기 내부 저장소(18)의 용적을 증가 또는 감소시키기 위해, 상기 저장소(18) 내에 미끄럼 가능하게 배치된 피스톤(20)으로서, 상기 피스톤(20)은 제 1 단부(32) 및 제 2 단부(34)를 구비하며, 상기 피스톤(20)이 상기 배럴(12)의 제 1 단부(14)를 향해 이동할 때 상기 배럴(12)의 제 1 단부(14)로부터 유체를 투여하기 위해, 상기 피스톤(20)의 제 1 단부(32)는 상기 피스톤의 중심축(45)을 따라 연장하는 긴 정상부(apex)(44)를 갖는 반구체 형상의 표면 프로파일을 구비하고, 상기 피스톤(20)은 상기 용적 내에 액체가 보유되는 동안 상기 용적으로부터 공기를 통과시키도록 구성되는, 상기 피스톤(20); 및
    상기 제 1 단부(32)와 제 2 단부(34) 사이에서, 상기 피스톤(20)상에 원주 방향으로 연장하는 제 1 와이퍼 시일(40)을 포함하는, 투여 주사기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 피스톤(20)의 적어도 일부는 상기 용적 내에 액체가 보유되는 동안 가스가 상기 용적으로부터 용이하게 통과하도록 구성되는, 투여 주사기.
  5. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 피스톤(20)의 상기 반구체 형상의 표면 프로파일상에 형성된 하나 이상의 유체 통로(46)를 추가로 포함하는 투여 주사기.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 유체 통로(46)는 상기 피스톤(20)의 제 1 단부(32)와 상기 와이퍼 시일 사이로 연장하는, 투여 주사기.
  7. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 피스톤(20)은 탄환 선단(bullet-nose) 프로파일을 갖는, 투여 주사기.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 저장소 내에 형성된 방사상 내향으로 연장하는 돌출부(ledge)(62)를 추가로 포함하며, 상기 돌출부(62)는 상기 피스톤(20)이 상기 배럴(12)의 제 1 단부(14)와 결합할 때 상기 제 1 와이퍼 시일과 결합하는, 투여 주사기.
  9. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 배럴(12)은 내부벽을 포함하며, 상기 내부벽은 상기 피스톤(20)의 상기 반구체 형상의 표면 프로파일에 상보적인 상기 배럴(12)의 제 1 단부(14)에 인접한 프로파일을 갖는, 투여 주사기.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 배럴(12)의 제 2 단부(16)에 인접하고 또한 상기 배럴(12)로부터 방사상 외향으로 연장하는 대향 배치된 제 1 귀부 및 제 2 귀부(ear)(74, 76)를 추가로 포함하며,
    상기 귀부들(74, 76) 각각은 방사상 길이가 상기 귀부(74, 76)의 원주 길이보다 작으며, 상기 제 1 및 제 2 귀부들(74, 76)은 액체 물질을 투여하기 위해 주사기를 사용하는 동안 굴곡에 저항하는, 투여 주사기.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 배럴(12)의 제 2 단부(16)에 부착된 폐쇄부로 확실한 결합을 제공하기 위해 상기 제 1 귀부 및 제 2 귀부(74, 76)상의 적어도 하나의 멈춤쇠(78)를 추가로 포함하는 투여 주사기.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 배럴(12)의 제 1 단부(14)에 루어(26) 커플링을 추가로 포함하며,
    상기 루어(26) 커플링은 출구 오리피스(52), 및 상기 출구 오리피스와 상기 저장소(18) 사이를 유체 소통시키는 출구 통로를 포함하며,
    상기 출구 통로는 그의 축방향 길이를 따라 테이퍼지는, 투여 주사기.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 저장소(18)와 상기 출구 오리피스 사이에 유체 유동의 원활한 전이를 제공하기 위해 상기 출구 오리피스에 인접한 방사상 외향 플레어부를 추가로 포함하는 투여 주사기.
  14. 제 10 항에 있어서, 어댑터(80)를 추가로 포함하고, 상기 어댑터는,
    제 1 단부(82)와;
    압축 유체의 소스에 결속되도록 구성된 제 2 단부(84)와;
    상기 배럴(12)의 상기 귀부들(74, 76)과 결합하기 위한 상기 어댑터(80)의 제 1 단부(82)상의 제 1 허브 및 제 2 허브(88, 90)로서, 각각의 허브(88, 90)는 방사상으로 연장하는 림(92)과, 상기 림(92)으로부터 이격된 단부벽(94), 및 상기 림(92)과 상기 단부벽(94) 사이로 연장하는 원주 방향 연장 측벽(96)을 포함하는, 상기 제 1 허브 및 제 2 허브(88, 90); 및
    상기 어댑터(80)의 제 1 단부(82)로부터 연장하고 상기 배럴(12)의 제2 단부(16)와 결합하도록 구성되는 시일(seal)(100)로서, 오직 상기 제 1 및 제 2 허브들(88, 90)이 상기 배럴(12)의 귀부들(74, 76)과 결합하기 위해 조작될 때만 상기 배럴(12)과 밀봉 결합하는 상기 시일(100);을 포함하는 투여 주사기.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 어댑터(80)의 시일(100)은 원주 채널 내에 배치된 밀봉 부재를 포함하며, 상기 밀봉 부재는 상기 제 1 및 제 2 허브들(88, 90)이 상기 배럴(12)의 귀부들(74, 76)과 결합하기 위해 조작될 때 상기 배럴(12)의 내부 표면과 결합하도록 위치되어 있는, 투여 주사기.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 허브들(88, 90) 각각의 단부벽(94)은 경사 표면(98)을 포함하며, 상기 경사 표면(98)은 상기 배럴(12)의 상기 귀부들(74, 76)이 상기 제 1 및 제 2 허브들(88, 90)과 결합할 때 상기 배럴(12)의 제2 단부(16)와 밀봉 결합되도록 상기 밀봉 부재를 당기는, 투여 주사기.
  17. 제 14 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 허브들(88, 90)의 적어도 하나의 단부벽 안에 형성되는 슬롯(79)을 추가로 포함하며, 상기 슬롯(79)은 상기 허브들(88, 90)이 상기 귀부들(74, 76)과 완전히 결합될 때 상기 배럴(12)의 적어도 하나의 귀부(74, 76)상의 대응 멈춤쇠(78)와 결합하도록 위치되어 있는, 투여 주사기.
  18. 제 10 항에 있어서, 단부캡(110)을 추가로 포함하고, 상기 단부캡은,
    환상 브림(112)과;
    상기 브림(112)의 대향 배치된 측면들상에 제공된 제 1 결속탭 및 제 2 결속탭(118, 120); 및
    상기 브림(112)의 방사상 내부에 위치하며, 상기 결속탭들(118, 120)을 상기 배럴(12)의 귀부들(74, 76) 위에 용이하게 스냅식 결합(snap-fit)으로 설치하기 위해 굴곡적으로 변형될 수 있는 가요성 중심부(130)를 포함하는 투여 주사기.
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  23. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 와이퍼 시일로부터 이격 위치된 제 2 와이퍼 시일을 추가로 포함하는 투여 주사기.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 제 1 와이퍼 시일과 제 2 와이퍼 시일 사이의 상기 피스톤 몸체의 영역(43)은 오목 프로파일를 갖는, 투여 주사기.
  25. 제 1 항에 있어서, 상기 정상부(44)는 상기 반구체 형상의 표면 프로파일로부터 원활하게 전이되는 만곡 영역을 포함하는 투여 주사기.
  26. 제 12 항에 있어서, 팁캡(150)을 추가로 포함하고, 상기 팁캡은,
    단부벽(152)과;
    상기 단부벽(152)으로부터 연장하는 스커트(skirt)(154)와;
    상기 단부벽(152)으로부터 연장하고 상기 스커트(154) 내에 동심적으로 위치되며, 수형 루어 커넥터(26)와 마찰 결합하기 위한 공간을 형성하도록 상기 스커트(154)로부터 이격 위치된 환상 부트(boot)(156); 및
    상기 배럴(12)의 상기 수형 루어 커넥터(26)상의 대응 스레드들과 결합하기 위한 크기를 갖는, 상기 부트(156)상의 적어도 하나의 원주 리브(158)를 포함하는, 투여 주사기.
  27. 상보적 반구체 형상의 표면 프로파일들을 갖는 내부 저장소(18) 및 피스톤을 포함하는 주사기로부터 액체를 투여하는 방법으로서,
    배럴(12)의 제1 단부(14)에 인접한 상기 내부 저장소(18)의 용적을 감소시키기 위해 상기 배럴(12)의 제1 단부(14)를 향해 상기 내부 저장소(18) 내에서 상기 피스톤(20)을 이동시키는 단계; 및
    상기 피스톤(20)의 반구체 형상의 표면 프로파일을 상기 내부 저장소(18)의 상보적 반구체 형상의 표면 프로파일과 결합시키는 단계를 포함하고;
    상기 피스톤(20)은 상기 용적 내에 액체가 보유되는 동안 상기 용적으로부터 공기를 통과시키도록 구성되어 있고,
    상기 피스톤(20)은 와이퍼 시일에 의해 형성된 계단부(41)를 포함하고, 상기 내부 저장소(18)는 상보적 돌출부(62)를 포함하고,
    상기 방법은 상기 와이퍼 시일 아래로부터 액체를 강제로 밀기 위해 상기 피스톤(20)상의 상기 계단부(41)를 상기 내부 저장소(18)의 돌출부(62)와 결합시키는 단계를 추가로 포함하는, 액체 투여 방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 액체를 상기 배럴(12)의 제 1 단부(14)를 통해 상기 내부 저장소(18) 내로 향하게 하는 단계; 및
    상기 액체를 상기 피스톤(20)의 상기 반구체 형상의 표면 프로파일에 형성된 채널들을 따라 상기 와이퍼 시일 아래의 영역으로 향하게 하는 단계를 포함하는 액체 투여 방법.
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