KR20140145995A - 액체 투여 주사기 및 피스톤 바운스를 감소시키는 방법 - Google Patents

액체 투여 주사기 및 피스톤 바운스를 감소시키는 방법 Download PDF

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Abstract

액체 투여 주사기 및 피스톤 바운스를 감소시키는 방법은 배럴과 피스톤을 포함한다. 배럴은 내부 표면을 가진 내부 저장소를 규정한다. 피스톤은 내부 저장소 내에 배치되고 압축 가스의 영향 하에서 팽창하도록 구성된 탄성부와 근위 단부를 갖는다. 제 1 원주 확장 와이퍼 실은 피스톤 상에 배치된다. 제 1 와이퍼 실은 내부 표면에 대해 액체 밀봉된다. 제 2 원주 확장 와이퍼 실은 탄성부 상의 제 1 와이퍼 실로부터 근접하여 피스톤 상에 배치된다. 이와 같이, 피스톤 바운스를 감소시키도록 압축 가스가 제 2 와이퍼 실을 넘어 원위로 흐르는 것을 억제하기 위해 상기 팽창한 탄성부가 제 2 와이퍼 실을 밀어내어 내부 표면에 대해 유체 밀봉된다.

Description

액체 투여 주사기 및 피스톤 바운스를 감소시키는 방법{LIQUID DISPENSING SYRINGE AND METHOD FOR REDUCING PISTION BOUNCE}
이 출원은 2013년 6월 14일에 가출원된(계류 중), 미국 특허 출원 제61/835,226호와 2013년 8월 26일에 가출원된(계류 중), 미국 특허 출원 제61/869,929호의 이점을 청구하고, 이 개시물들은 전체가 여기에 참조로써 통합되어 있다.
본 발명은 일반적으로 액체 재료들을 투여하는 분야에 관한 것이고, 더 구체적으로는 액체 재료들을 투여하는 주사기에 관한 것이다.
다양한 형태들의 디스펜서들(dispenser)은 조립 프로세스 동안 기판들 상에 접착제들, 보호막 재료들, 땜납 페이스트, 땜납 플럭스(flux), 및 다른 유사한 재료들과 같은, 액체들을 제공하는 많은 산업들에서 사용된다. 액체 디스펜서의 하나의 형태는 투여될 액체 재료의 공급을 유지하는 배럴(barrel) 저장소를 규정한 디스펜서 본체를 가진 주사기 형태의 디스펜서이다. 투여 팁(tip)은 하나의 단부에서 주사기에 연결되고, 저장소와 유체 연통한다. 저장소 내에 배치된 피스톤은 저장소 내의 액체를 가압하도록 저장소 내에서 이동할 수 있어 기판 상에 투여 팁으로부터 소량의 액체를 투여한다.
많은 산업적 응용들은 액체가 매우 정확한 부피로 그리고 정확한 위치들에 투여되는 것을 요구한다. 이를 위해, 액체 디스펜서들은 제어 가능하고 예측할 수 있는 방법으로 저장소 내의 피스톤을 이동시키는 액추에이터들(actuator)을 포함한다. 예를 들어, 공압식 액추에이터들은 기술 분야에 알려져 있고 피스톤을 이동하고 디스펜서로부터 액체를 투여하도록 피스톤에 인가된, 공기와 같은, 압축된 가스를 사용한다. 당업자들은 선형 액추에이터들과 같은, 다른 형태들의 액추에이터들이 저장소 내의 피스톤의 이동을 제어하도록 사용될 수 있다는 것을 알고 있을 것이다. 정확한 투여가 요구되지 않는 다른 용례들에서, 피스톤은 수동 프로세스들을 통해 이동될 수 있다.
종종, 공압식 액추에이터들은 "피스톤 바운스"로 알려진 현상이 일어나기 쉽다. 피스톤 바운스는 일반적으로 피스톤과 액체 사이에 갇힌 가스의 축적과 관련 있다. 따라서, 피스톤이 압축된 가스에 의해 작동될 때, 피스톤은 디스펜서 내의 액체와 접촉하기 전에 갇힌 가스 상에서 "바운스"한다. 피스톤 바운스의 효과들은 액체 디스펜서의 성능을 감소시키고 투여된 액체의 작은 불일치들로부터 남아있는 액체의 처리를 요구할 수 있는 액체 디스펜서 내의 액체의 터널링(tunneling)까지의 범위일 수 있다.
이러한 액체 디스펜서들의 성능을 개선하는 종래의 용제들은 종종 액체 폐기물과 피스톤 바운스 사이의 균형을 이루고자 한다. 구체적으로, 피스톤은 액체로부터, 피스톤을 넘어, 주변 환경으로 갇힌 가스를 향하도록 벤트들, 마이크로 벤트들, 유동 채널들과 같은 관들, 또는 증가된 간격들을 포함할 수 있거나 또는 적어도 부분적으로 규정할 수 있다. 피스톤 바운스를 감소시키는데 비교적 효과적인데 반하여, 이 관들은 또한 차례대로 상당한 폐기물을 생성하는 액체를 방출하고자 한다.
액체 투여 주사기 및 상술된 것과 같은 문제들을 다루면서 효과적으로 액체를 투여하는 피스톤 바운스를 감소시키는 방법이 필요하다.
피스톤 바운스를 감소시키는 액체 투여 주사기의 예시적인 실시예는 배럴의 내부 저장소 내에 미끄러지기 쉽게 배치된 피스톤을 포함한다. 배럴은 또한 제 1 단부 및 제 2 단부를 포함하고, 내부 저장소는 내부 표면을 갖는다. 피스톤은 원위 단부, 근위 단부, 및 탄성부를 갖는다. 근위 단부는 압축 가스를 수용하고 배럴의 제 1 단부로 피스톤을 이동시키도록 구성된다. 이와 같이, 이동한 피스톤은 배럴의 제 1 단부에 근접한 내부 저장소의 부피를 감소시키고 배럴 내에 포함된 액체를 방출한다. 탄성부는 압축 가스의 영향 하에서 팽창하도록 구성된다. 또한, 액체 투여 주사기는 제 1 및 제 2 원주 확장 와이퍼 실들(circumferentially extending wiper seal)을 포함한다. 제 1 와이퍼 실은 원위 단부와 근위 단부 사이의 피스톤 상에 배치되고 내부 표면과 맞물려 제 1 와이퍼 실이 내부 표면에 대해 액체 밀봉(liquidly seal)된다. 따라서, 제 1 와이퍼 실은 내부 저장소 내의 액체가 제 1 와이퍼 실을 넘어 근위로 흐르는 것을 억제한다. 제 2 와이퍼 실은 팽창한 탄성부가 제 2 와이퍼 실을 밀어내어 내부 표면에 대해 유체 밀봉되도록 제 1 와이퍼 실로부터 근접하여 피스톤의 탄성부 상에 배치된다. 따라서, 제 2 와이퍼 실은 피스톤 바운스를 감소시키도록 압축 가스가 제 2 와이퍼 실을 넘어 원위로 흐르는 것을 억제한다.
다른 예시적인 실시예에 따르면, 배럴 내의 피스톤 바운스를 감소시키는 피스톤은 배럴 내에 미끄러지기 쉽게 배치되도록 구성된 본체를 포함한다. 본체는 원위 단부, 근위 단부, 및 탄성부를 포함한다. 근위 단부는 압축 가스를 수용하도록 구성되어 본체가 내부 저장소의 부피를 감소시키기 위해 제 1 단부로 이동한다. 탄성부는 압축 가스의 영향 하에서 팽창하도록 구성된다. 피스톤은 또한 본체 상에 배치된 제 1 및 제 2 원주 확장 와이퍼 실들을 포함한다. 제 1 와이퍼 실은 내부 표면에 대해 액체 밀봉되도록 구성된다. 따라서, 제 1 와이퍼 실은 내부 저장소 내의 액체가 제 1 와이퍼 실을 넘어 근위로 흐르는 것을 억제한다. 제 2 와이퍼 실은 제 1 와이퍼 실로부터 근접하여 본체의 탄성부 상에 배치된다. 본체의 팽창한 탄성부는 내부 표면에 대해 유체 밀봉되기 위해 제 2 와이퍼 실을 밀어내도록 구성된다. 따라서, 제 2 와이퍼 실은 피스톤 바운스를 감소시키기 위해 압축 가스가 제 2 와이퍼 실을 넘어 원위로 흐르는 것을 억제한다.
투여 주사기의 내부 저장소 내의 피스톤의 피스톤 바운스를 감소시키는 방법은 내부 저장소의 내부 표면에 대해 제 1 와이퍼 실을 맞물리게 하여 제 1 와이퍼 실이 내부 표면에 대해 액체 밀봉되게 하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 내부 저장소의 내부 표면에 대해 유체 밀봉되도록 피스톤의 탄성부에 압축 가스를 제공하여 제 2 와이퍼 실을 밀어내고 탄성부를 팽창시키는 단계를 포함한다. 이와 같이, 제 2 와이퍼 실은 피스톤 바운스를 감소시키기 위해 압축 가스가 제 2 와이퍼 실을 넘어 원위로 이동하는 것을 억제한다.
본 발명의 다양한 추가의 목적들, 이점들, 및 특징들은 첨부된 도면들과 함께 고려된 예시적인 실시예들의 다음의 상세한 설명을 검토하여 이해될 것이다.
이 명세서의 일부에 포함되고 구성된 첨부된 도면들은 본 발명의 실시예들을 설명하고, 상기 주어진 본 발명의 일반적인 설명과 함께, 아래에 주어진 상세한 설명은 본 발명을 설명하는 역할을 한다.
도 1은 예시적인 투여 주사기의 사시도.
도 2는 도 1의 투여 주사기의 분해 사시도.
도 3a는 주사기 배럴 내의 삽입 전의 피스톤을 도시한 단면도.
도 3b는 도 3a와 유사한 확장된 단면도.
도 3c는 주사기 배럴 내의 액체에 대해 피스톤의 설치를 도시한 확장된 단면도.
도 3d는 압축 가스의 사용 시의 피스톤과 주사기 배럴을 도시한 확장된 단면도.
도 1과 도 2를 참조하면, 예시적인 액체 투여 주사기(10)는 액체 재료를 투여하는 제 1 단부(14)와, 제 1 단부(14) 맞은편의 제 2 단부(16)를 가진 일반적으로 세장형의 주사기 배럴(12)을 포함한다. 배럴(12)은 제 1 단부(14)로부터 투여될 액체 재료를 포함한 내부 저장소(18)(도 3a 참조)를 규정한다. 본체(21)를 가진 피스톤(20)은 피스톤(20)이 제 1 단부(14)를 향하는 방향으로 이동할 때 제 1 단부(14)로부터 액체 재료를 투여하도록 내부 저장소(18) 내에 미끄러지기 쉽게 배치되고 제 1 및 제 2 단부들(14, 16) 사이에 미끄러지기 쉽게 이동할 수 있다. 투여 팁(22)은 내부 저장소(18)와 통하는 배럴(12)의 제 1 단부(14)에 제거 가능하게 연결되어 액체 재료가 투여 팁(22)의 출구(24)로부터 투여될 수 있다. 예시적인 실시예에 따라, 배럴(12)은 55cc의 액체를 포함하도록 치수가 정해진다. 그러나, 주사기 배럴(12)이 원하는 부피의 액체를 함유하기 위해 임의의 크기일 수 있다는 것이 이해될 것이다. 게다가, 더 큰 주사기 배럴들은 "카트리지들" 또는 "카트리지 배럴들"로서 또한 지칭될 수 있다. 이 점에서, 용어들 "주사기" 및 "카트리지"는 어떤 특정한 부피 또는 배럴에 대해 본 발명을 제한하도록 의도되지 않는다.
배럴(12)의 제 1 단부(14)는 투여 팁(22) 상에 제공된 대응하는 제 2 커넥터(28)를 수용하도록 구성된 제 1 커넥터(26)를 포함하여, 투여 팁(22)이 배럴(12)의 제 1 단부(14)에 연결될 수 있다. 배럴(12)의 제 2 단부(16)는 개구(30)(도 3a 참조)를 포함하고 방사상 외향으로 확장하는 플랜지(32)를 갖는다. 한 쌍의 마주보고 배치된 탭들 또는 이어들(ear)(34, 36)은 압축 가스(39)의 소스와 같은, 액추에이터에 주사기(10)를 연결하는 어댑터(38)를 고정하는 것을 용이하게 하도록, 반대 방향들로, 플랜지(32)로부터 방사상 외향으로 확장한다. 배럴(12), 투여 팁(22), 제 1 커넥터(26), 어댑터(38), 및 피스톤(20)의 부분들은 본 발명의 양수인에 할당된, 2007년 6월 12일 출원된 동시 계류 중인 미국 특허 출원 제 11/761,678호에 또한 상세하게 설명되고, 그 개시물은 여기에 참조로써 통합된다.
피스톤(20)의 예시적인 실시예는 배럴(12)의 제 1 단부(14)를 통해 투여 팁(22) 내로 액체 재료(42)(도 3b 참조)를 밀어내도록 구성된 원위 단부(40)를 포함한다. 피스톤(20)의 원위 단부(40)는 액체 재료(42)를 투여 팁(22)으로 밀어내도록 배럴(12)의 제 1 단부(14)와 합치한다. 피스톤(20)의 근접한, 맞은편의 단부(44)는 압축 가스(39)에 노출되어, 피스톤(20)이 배럴(12)의 제 2 단부(16)로부터 배럴(12)의 제 1 단부(14)로의 방향으로 작동될 수 있다. 예를 들어, 압축 가스(39)는 일반적인 가게 또는 제조 환경에 제공된 압축 가스일 수 있다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 제 1 원주 와이퍼 실(48)은 배럴(12)의 내부 표면(50)과 맞물리고 내부 표면(50)에 대해 제 1 와이퍼 실(48)을 밀봉하도록 피스톤(20)으로부터 방사상 외향으로 확장한다. 제 1 와이퍼 실(48)은 원위 및 근위 단부들(40, 44) 사이의 피스톤(20) 상에 배치된다. 예시적인 실시예에서, 제 1 와이퍼 실(48)은 피스톤(20)의 본체(21) 주위에서 원주 방향으로 확장하는 제 1 립(lip; 52)을 가진 스커트(skirt) 또는 플랜지의 형태이다. 또한, 제 2 와이퍼 실(54)은 피스톤(20) 상의 근위 단부(44)에 배치되고, 배럴(12)의 내부 표면(50)과 맞물리도록 제 2 립(56)을 가진 제 1 와이퍼 실(48)과 일반적으로 동일하게 형성될 수 있다. 용어 "원위"와 "근위"의 사용에 대해, 이러한 방향들 및/또는 위치들이 투여 주사기(10)의 예시적인 실시예들에 따라 길이 방향으로 상대적인 위치들을 설명하도록 의도된다는 것이 이해될 것이다. 이 용어들 또는 임의의 다른 공간 기준들이 여기서 설명된 임의의 예시적인 실시예들로 본 발명을 제한한다고 의도되지 않는다.
도 3a와 도 3b에 대해, 내부 저장소(18)의 내부 표면(50)은 일반적으로 원통형이고 내부 직경(di)을 갖는다. 또한, 제 1 및 제 2 립들(52, 56)은 내부 저장소(18)의 바깥쪽을 도시한 바와 같이 이완된 상태에서 각각의 제 1 및 제 2 외경들(d1, d2)을 각각 갖는다. 예시적인 실시예에 따라, 제 1 및 제 2 직경들(d1, d2)은 각각 내부 저장소(18)로의 삽입 전의 내경(di)보다 더 크다. 이와 같이, 피스톤(20)이 화살표(60)로 나타낸 바와 같이, 내부 저장소(18) 내로 삽입할 때, 제 1 및 제 2 립들(52,56)은 내부 표면(50)과 억지 끼워맞춤(interference fit)을 한다. 또한, 제 2 직경(d2)은 적어도 제 1 직경(d1)만큼 크다. 예시적인 실시예에 따라, 제 2 직경(d2)은 이완된 상태에서 도시된 바와 같이 제 1 직경(d1)보다 더 크다.
또한, 제 1 와이퍼 실(48)은 피스톤(20)의 일반적으로 단단한 부분(62) 상에 배치되고, 제 2 와이퍼 실(54)은 피스톤(20)의 탄성부(64) 상에 배치된다. 일반적으로 단단한 부분(62)은 압력이 피스톤(20)의 본체(21) 내에 인가되는지의 여부에 상관없이 일반적으로 일정한 형태와 크기를 가진 제 1 와이퍼 실(48)을 유지한다. 대조적으로, 탄성부(64)는 본체(21) 내에 인가된 압력의 영향 하에서 탄력적으로 변형하고 제 2 와이퍼 실(54)에 영향을 준다. 여기에 설명된 바와 같이, 용어 "탄성 있는"은 일반적으로 피스톤(20)의 탄성부(64)가 유연하여 탄성부(64)가 힘의 영향 하에서 팽창하고 힘이 제거되거나 감소될 때 수축하는 것을 의미한다. 또한, 피스톤(20)의 탄성부(64)는 단단한 부분(62)보다 더 유연하다. 피스톤(20)의 구성 재료는 상당히 탄성을 가진 재료일 필요는 없지만, 현재의 경우에 형성된 유연한 재료일 수 있어 하나 이상의 비교적 단단한 부분들 및/또는 비교적 유연한, 탄성부들을 가진 피스톤(20)을 야기한다.
예시적인 실시예에 따라, 일반적으로 단단한 부분(62)과 탄성부(64)는 저밀도 폴리에틸렌과 같은, 동일한 재료로부터 통합된 구성으로 형성된다. 따라서, 탄성부(64)는 피스톤(20)의 기하학적 구조를 변경함으로써 생성되어 탄성부(64)가 일반적으로 단단한 부분(62)보다 더 탄성적으로 된다. 도 3b에 더 분명히 도시된 바와 같이, 피스톤(20)의 벽(66)은 탄성부(64)를 형성하도록 제 1 와이퍼 실(48)로부터 제 2 와이퍼 실(54)을 향해 테이퍼진다(taper). 벽(66)이 일반적으로 단단한 부분(62)보다 더 얇아지기 때문에, 벽(66)은 일반적으로 단단한 부분(62)보다 더 탄성적으로 된다. 그러나, 다른 형태들 또는 다양한 재료들이 일반적으로 단단한 부분(62)과 탄성부(64)를 형성하기 위해 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 피스톤(20)은 탄성과 연관된 다른 재료 특성들을 가진 2개 이상의 재료들로부터 형성될 수 있다. 어떤 경우에, 제 1 와이퍼 실(48)은 액체 재료(42)가 제 1 와이퍼 실(48)을 넘어 근위로 흐르는 것을 억제하도록 구성되고, 제 2 와이퍼 실(54)은 압축 가스(39)가 제 2 와이퍼 실(54)을 넘어 원위로 흐르는 것을 억제하도록 구성된다. 즉, 피스톤(20)의 근위 단부(44)가 압축 가스(39)를 수용할 때 제 1 와이퍼 실(48)은 내부 표면(50)에 대해 액체 밀봉되고, 제 2 와이퍼 실(54)은 내부 표면(50)에 대해 유체 밀봉된다.
사용 시에, 도 3c는 압축 가스(39)의 영향 없이, 화살표(68)로 나타낸 바와 같은, 액체 재료(42)에 대해 그리고 내부 저장소(18) 내로 삽입된 피스톤(20)을 도시한다. 액체 재료(42)와 피스톤(20) 사이의 공기와 같은, 갇힌 가스는 각각의 제 1 및 제 2 와이퍼 실들(48, 54)을 지나서 흐를 수 있고 화살표(70)로 나타낸 바와 같이, 내부 저장소(18)를 떠날 수 있다. 예시적인 실시예에 따라, 제 1 와이퍼 실(48)도 제 2 와이퍼 실(54)도 내부 저장소(18)로부터 갇힌 가스(70)의 흐름을 촉진하기 위한 벤트들(vent), 마이크로 벤트들, 유동 채널들과 같은 관들, 또는 증가된 간격들을 포함하지 않는다. 오히려, 갇힌 가스(70)는 내부 저장소(18) 내에 액체 재료(42)를 함유한 부피가 감소하기 때문에 제 1 및 제 2 와이퍼 실들(48, 54)을 지나서 뿜어져 나오는 경향이 있다. 대안적으로, 제 1 와이퍼 실(48)은 갇힌 가스(70)의 흐름을 더 촉진하도록 탄성부(64)와 결합하여 벤트들, 마이크로 벤트들, 유동 채널들과 같은 관들(도시되지 않음), 또는 증가된 간격들을 포함할 수 있다. 관들(도시되지 않음)은 갇힌 가스(70)의 흐름을 제공하지만, 갇힌 가스(70)가 내부 저장소(18) 내의 액체 재료(42)를 동력학적으로 밀봉되도록 제거된다면 액체 재료(42)로 일반적으로 충전된다. 어쨌든, 갇힌 가스(70)가 일반적으로 피스톤(20)과 액체 재료(42) 사이로부터 제거된다면, 피스톤(20)의 원위 단부(40)는 액체 재료(42)에 근접하여 배치되고 제 1 와이퍼 실(48)은 배럴(12) 내의 액체 재료(42)를 밀봉한다.
도 3d는 피스톤(20)의 근위 단부(44)에 의해 수용될 때까지 배럴(12)을 따라 원위로 이동하는 압축 가스(39)를 도시한다. 차례대로, 압축 가스(39)는 2개의 분명한 방향들로 피스톤(20)에 작용한다. 첫째로, 압축 가스(39)는 투여 주사기(10)로부터 액체 재료(42)를 방출하기 위해 액체 재료(42)에 대해 원위 단부(40)를 밀어낸다. 둘째로, 탄성부(64)에 인가된 압축 가스(39)는 내부 표면(50)에 대해 제 2 와이퍼 실(54)을 밀어내도록 탄성부(64)를 팽창시킨다. 예시적인 실시예에 따라, 제 2 와이퍼 실(54)은 내부 표면(50)에 대해 압축한다. 그 다음에 제 2 와이퍼 실(54)은 압축 가스(39)에 대해 유체 밀봉되도록 증가된 압력을 가진 내부 표면(50)과 증가된 표면 영역을 접촉하도록 원위로 팽창한다. 물론, 압축 가스(39)의 소스가 탄성부(64)로 압축 가스(39)를 전달하는 것을 중단한다면, 탄성부(64)는 수축하고 제 2 와이퍼 실(54)은 도 3c에 도시된 바와 같이 감소된 압력과 감소된 표면 영역을 가진 내부 표면(50)을 수축시킨다. 이 점에서, 제 2 와이퍼 실(54)에 의해 제공된 실의 유형은 압축 가스(39)의 응용에 따라 달라질 수 있다. 구체적으로, 제 2 와이퍼 실(54)은 갇힌 가스(70)가 설치 동안 지나가게 하지만, 액체 재료(42)를 방출하는 동안 압축 가스(39)에 대해 유체 밀봉된다.
대안적으로 다른 예시적인 실시예에 따라, 탄성부(64)는 증가된 표면 영역을 가진 내부 표면(50)과 접촉하지 않고서 증가된 압력을 가진 내부 표면(50)에 대해 제 2 와이퍼 실(54)을 밀어낼 수 있다. 예를 들어, 탄성부(64)는 도 3에 도시된 바와 같이 압축 가스(39)를 통해 변형할 수 있지만; 제 2 와이퍼 실(54)은 원위로 팽창하지 않고서 내부 벽(50)으로 간단히 밀릴 수 있다. 따라서, 제 2 와이퍼 실의 대안적인 실시예는 일반적으로 단단할 수 있고 증가된 압력만을 가진 압축 가스(39)에 대해 유체 밀봉될 수 있다.
임의의 경우에, 제 2 와이퍼 실(54)은 압축 가스(39)가 갇힌 가스(70)로서 피스톤(20)과 액체 재료(42) 사이 및 제 1 와이퍼 실(48)을 넘어 우연히 지나가는 것을 억제한다. 따라서, 원위 단부(40)는 피스톤(20)이 내부 저장소(18)를 통해 이동하기 때문에 액체 재료(42)에 대해 유지된다. 게다가, 제 2 와이퍼 실(54)의 예시적인 실시예는 주변 환경에 피스톤(20)을 따라 갇힌 가스(70)를 방출하기 위해 임의의 관들을 포함하지 않는다. 결국, 피스톤(20)의 탄성부(64) 상의 유체 밀봉된 제 2 와이퍼 실(54)은 달리 사용 동안 갇힌 가스(70) 상에서 바운스하는 피스톤(20)을 초래할 수 있는 갇힌 가스(70)의 빌드업(build-up)을 억제한다.
본 발명이 본 발명의 하나 이상의 실시예들의 설명에 의해 설명되는 동안, 실시예들이 상당히 상세하게 설명되는 동안, 실시예들이 상세한 첨부된 청구항들의 범위를 한정하고 어떤 방식으로 제한하도록 의도되지 않는다. 여기에 설명되고 도시된 다양한 특징들은 홀로 또는 임의의 조합으로 사용될 수 있다. 추가의 이점들과 수정들은 당업자들에게 손쉽게 나타날 것이다. 따라서 더 넓은 양태들에서 발명은 특정한 상세 사항들, 대표적인 장치들 및 도시되고 설명된 방법 및 예시적인 예들로 제한되지 않는다. 따라서, 일반적인 발명의 개념의 범주로부터 벗어나는 일 없이 이러한 상세 사항들로부터 출발할 수 있다.

Claims (20)

  1. 압축 가스를 이용한 투여 주사기에 있어서,
    제 1 단부와 제 2 단부를 갖고, 내부 표면을 가진 내부 저장소를 규정하는, 배럴(barrel)과;
    상기 내부 저장소 내에 미끄러지기 쉽게 배치된 피스톤으로서, 상기 피스톤은 원위 단부, 근위 단부, 및 탄성부를 갖고, 상기 근위 단부는 상기 배럴의 상기 제 1 단부에 근접한 상기 내부 저장소의 부피를 감소시키고 배럴 내에 포함된 액체를 방출하기 위해, 상기 압축 가스를 수용하고 상기 제 1 단부를 향해 상기 피스톤을 이동시키도록 구성되고, 상기 탄성부는 상기 압축 가스의 영향 하에서 팽창하도록 구성된, 상기 피스톤과;
    상기 원위 단부와 근위 단부 사이의 피스톤 상에 배치된 제 1 원주 확장 와이퍼 실(wiper seal)로서, 상기 제 1 와이퍼 실이 상기 내부 표면과 맞물려서 상기 제 1 와이퍼 실이 상기 내부 표면에 대해 액체 밀봉(liquidly seal)되고 상기 내부 저장소 내의 상기 액체가 상기 제 1 와이퍼 실을 넘어 근위로 흐르는 것을 억제하는, 상기 제 1 원주 확장 와이퍼 실과;
    피스톤 바운스를 감소시키도록 압축 가스가 제 2 와이퍼 실을 넘어 원위로 흐르는 것을 억제하기 위해 상기 팽창한 탄성부가 상기 제 2 와이퍼 실을 밀어내어 상기 내부 표면에 대해 유체 밀봉되도록 상기 제 1 와이퍼 실로부터 근접하여 상기 피스톤의 상기 탄성부 상에 배치되는 제 2 원주 확장 와이퍼 실을 포함하는, 투여 주사기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 내부 저장소는 내경을 갖고 상기 제 1 및 제 2 와이퍼 실들은 각각 이완된 상태에서 제 1 직경 및 제 2 직경을 갖고, 상기 제 1 직경과 상기 제 2 직경은 상기 내경보다 크고, 상기 제 2 와이퍼 실의 상기 제 2 직경은 상기 제 1 와이퍼 실의 상기 제 1 직경과 적어도 동일한 크기인, 투여 주사기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 피스톤은 일반적으로 단단한 부분을 추가로 포함하며, 상기 제 1 와이퍼 실은 상기 일반적으로 단단한 부분 상에 배치되는, 투여 주사기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 탄성부는 또한 벽을 포함하고, 상기 벽은 상기 일반적으로 단단한 부분보다 일반적으로 얇아서 상기 벽이 상기 일반적으로 단단한 부분보다 더 탄성이 있는, 투여 주사기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 피스톤의 탄성부 및 일반적으로 단단한 부분은 동일한 재료로 형성되는, 투여 주사기.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 벽은 상기 피스톤의 근위 단부를 향해 테이퍼지는, 투여 주사기.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 탄성부는 탄성 재료로 형성되고 상기 일반적으로 단단한 부분은 다른, 일반적으로 단단한 재료로 형성되는, 투여 주사기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 피스톤의 상기 제 1 단부를 향하는 개방 단부를 규정한 제 1 립(lip)을 가진 방사상 외향으로 나팔 모양을 한 스커트(skirt)를 가진 상기 제 1 와이퍼 실과;
    상기 피스톤의 상기 제 2 단부를 향하는 개방 단부를 규정한 제 2 립을 가진 방사상 외향으로 나팔 모양을 한 스커트를 가진 상기 제 2 와이퍼 실을 추가로 포함하는, 투여 주사기.
  9. 투여 주사기와 압축 가스를 이용한 피스톤으로서, 상기 투여 주사기는 제 1 단부와 제 2 단부를 구비한 배럴을 갖고, 내부 표면을 가진 내부 저장소를 규정하는, 상기 피스톤에 있어서,
    상기 배럴의 상기 내부 저장소 내에 미끄러지기 쉽게 배치되도록 구성된 본체로서, 상기 본체는 원위 단부, 근위 단부, 및 탄성부를 갖고, 상기 근위 단부는 상기 압축 가스를 수용하도록 구성되어 상기 본체가 상기 배럴의 상기 제 1 단부에 근접한 상기 내부 저장소의 부피를 감소시키고 배럴 내에 포함된 액체를 방출하기 위해, 상기 제 1 단부를 향해 이동하고, 상기 탄성부는 상기 압축 가스의 영향 하에서 팽창하도록 구성된, 상기 본체와;
    상기 원위 단부와 근위 단부 사이의 상기 본체 상에 배치된 제 1 원주 확장 와이퍼 실로서, 상기 제 1 와이퍼 실은 상기 내부 표면에 대해 액체 밀봉되고 상기 내부 저장소 내의 상기 액체가 상기 제 1 와이퍼 실을 넘어 근위로 흐르는 것을 억제하도록 구성된, 상기 제 1 원주 확장 와이퍼 실과;
    상기 제 1 와이퍼 실로부터 근접하여 상기 본체의 상기 탄성부 상에 배치된 제 2 원주 확장 와이퍼 실로서, 피스톤 바운스를 감소시키도록 압축 가스가 제 2 와이퍼 실을 넘어 원위로 흐르는 것을 억제하기 위해 상기 팽창한 부분이 상기 제 2 와이퍼 실을 밀어내어 상기 내부 표면에 대해 유체 밀봉되도록 구성된, 상기 제 2 원주 확장 와이퍼 실을 포함하는, 피스톤.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 내부 저장소는 내경을 갖고 상기 제 1 및 제 2 와이퍼 실들은 각각 이완된 상태에서 제 1 직경 및 제 2 직경을 갖고, 상기 제 1 및 제 2 직경들은 상기 내경과의 억지 끼워맞춤(interference fit)을 위해 구성되고, 상기 제 2 와이퍼 실의 상기 제 2 직경은 상기 제 1 와이퍼 실의 상기 제 1 직경과 적어도 동일한 크기인, 피스톤.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 본체는 일반적으로 단단한 부분을 추가로 포함하며, 상기 제 1 와이퍼 실은 상기 일반적으로 단단한 부분 상에 배치되는, 피스톤.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 탄성부는 또한 벽을 포함하고, 상기 벽은 상기 일반적으로 단단한 부분보다 일반적으로 얇아서 상기 벽이 상기 일반적으로 단단한 부분보다 더 탄성이 있는, 피스톤.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 본체의 탄성부 및 일반적으로 단단한 부분은 동일한 재료로 형성되는, 피스톤.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 벽은 상기 본체의 근위 단부를 향해 테이퍼지는, 피스톤.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 탄성부는 탄성 재료로 형성되고 상기 일반적으로 단단한 부분은 다른, 일반적으로 단단한 재료로 형성되는, 피스톤.
  16. 제 9 항에 있어서,
    상기 본체의 상기 제 1 단부를 향하는 개방 단부를 규정한 제 1 립을 가진 방사상 외향으로 나팔 모양을 한 스커트를 가진 상기 제 1 와이퍼 실과;
    상기 본체의 상기 제 2 단부를 향하는 개방 단부를 규정한 제 2 립을 가진 방사상 외향으로 나팔 모양을 한 스커트를 가진 상기 제 2 와이퍼 실을 또한 포함하는, 피스톤.
  17. 투여 주사기의 내부 저장소 내의 피스톤의 피스톤 바운스를 감소시키는 방법으로서, 상기 피스톤은 제 1 및 제 2 원주 확장 와이퍼 실들을 갖는, 상기 방법에 있어서,
    상기 내부 저장소의 내부 표면에 대해 상기 제 1 와이퍼 실을 맞물리게 하여 상기 제 1 와이퍼 실이 상기 내부 표면에 대해 액체 밀봉되게 하는 단계와;
    압축 가스가 상기 제 2 와이퍼 실을 넘어 원위로 이동하는 것을 억제하고 피스톤 바운스를 감소시키기 위해 상기 내부 저장소의 상기 내부 표면에 대해 유체 밀봉되도록, 상기 피스톤의 탄성부에 압축 가스를 제공하여 상기 제 2 와이퍼 실을 밀어내고 상기 탄성부를 팽창시키는 단계를 포함하는, 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 피스톤이 상기 내부 저장소를 통해 상기 투여 주사기의 제 1 단부로 이동할 때 상기 내부 저장소의 부피 내에 포함된 액체에 대해 상기 피스톤의 원위 단부를 유지하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 팽창된 탄성부를 수축시키도록 상기 탄성부에 압축 가스를 인가하는 것을 중지시켜 상기 탄성부가 상기 제 2 와이퍼 실을 밀어내지 않음으로써 상기 내부 표면에 대해 유체 밀봉시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 2 와이퍼 실을 넘어 근위로 상기 내부 저장소로부터 갇힌 가스를 지나가게 하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
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