JP6378681B2 - 液滴ディスペンサ - Google Patents

Description

本発明は液体を液滴形態で送達するための装置に関する。本発明は特に、定量の液体薬物を単一の液滴形態で患者の目に送達するのに好適な装置に関する。この装置は特に、防腐剤を含まない液体薬物の保管及び送達に好適である。

本発明はさらに、定量の液体を液滴形態で送達する方法に関する。本発明は特に、液体薬物の液滴を患者の目に送達する方法に関する。

本発明はさらに、これに限定されないが、定量の液体薬物を液滴形態で送達する装置の使用に好適なアクチュエータに関する。

本発明の第１の態様によると、出口オリフィスを規定するハウジングと、ハウジングに対して付勢されて出口オリフィスを密閉する先端シールと、液体を出口ノズルに注入する投薬ポンプと、を備え、ディスペンサが、先端シールに液圧開口力を提供して、出口オリフィスを開口させるように構成される作動ポンプをさらに備える、液体の液滴を送達するためのディスペンサが提供される。

好適には、作動ポンプは投薬ポンプより高い圧力で動作するように構成される。

好ましくは、投薬ポンプは動作中に０．００２バール〜０．０９５バールまで加圧される。

好ましくは、作動ポンプは動作中に約１．７７バールまで加圧される。

好ましくは、液滴は低液圧エネルギーで送達される。より好ましくはこのエネルギーは０．０３２５２ｍＪ／ｓ〜０．１２０ｍＪ／ｓの間である。

好ましくは、作動ポンプは先端シールに先端作動チャンバを介して液圧開口力を提供する。

好ましくは、先端作動チャンバは、先端シールとディスペンサハウジングとの相互作用によって投薬チャンバから分離されている。

好ましくは、先端シールは、ディスペンサハウジングに係合して投薬ポンプを先端作動チャンバから分離する、リップシールを備える。

好ましくは、リップシールは、作動チャンバから投薬ポンプではなく、投薬ポンプから作動チャンバへのいくらかの漏れが可能であるように成形される。

好適には、ディスペンサの動作により投薬ポンプをプライミングしてから、作動ポンプをプライミングする。

好適には、投薬ポンプ及び作動ポンプは共通の部品により設けられる。

好適には、共通の部品はピストンである。

好適には、ピストンは段付きピストンである。

好適には、装置は、使用時において液滴の送達が、投薬ポンプが第１の速度で収縮する第１の段階と、送達ポンプが第２の、より大きい速度で収縮する第２の段階を含むように構成される。

好適には、先端シールの動作によって開口の第１及び第２の段階の間の投薬ポンプの収縮時に異なる有効速度が生じるように、投薬ポンプは部分的に先端シールにより規定される。

好適には、作動ポンプ及び投薬ポンプは共通の液体を用いる。

好適には、共通の液体は共通のリザーバから供給される。

好ましくは、共通の液体は薬物である。より好ましくは、薬物は防腐剤を含まない薬物である。

好適には、作動ポンプは部分的に第１のシールと第２のシールの間に規定され、作動ポンプは、少なくとも一つのシールの動作により作動ポンプ内への液体流れを制御するように構成される。

好適には、作動ポンプは部分的に第１のシールと第２のシールの間に規定され、作動ポンプは、少なくとも一つのシールが作動ポンプから出る液体流れを制御するように構成される。

好ましくは、これらのシールの一つ又は両方はリップシールである。

好ましくは、これらのシールの一つ又は両方は、ディスペンサハウジングに設けられる穴内で摺動動作するピストンに取り付けられる。

好ましくは、少なくとも一つのシールは、装置のハウジングに設けられる導管と協働して作動ポンプから出る液体流れを制御する。

好適には、作動ポンプは部分的に第１のシールと第２のシールの間に規定され、作動ポンプは、第１のシールの動作が作動ポンプ内への液体流れを制御し、第２のシールが作動ポンプから出る液体流れを制御するように構成される。

好ましくは、これらのシールの一つ又は両方はリップシールである。より好ましくは環状のリップシールである。

好ましくは、これらのシールの一つ又は両方は、ディスペンサハウジングに設けられる穴内で摺動動作するピストンに取り付けられる。

好ましくは、第１のシールは、装置のハウジングに設けられる導管と協働して作動ポンプ内への液体流れを制御する。

好ましくは、第２のシールは、装置のハウジングに設けられる導管と協働して作動ポンプから出る液体流れを制御する。

好適には、投薬ポンプは部分的に第１のシールと第２のシールとの間に規定され、少なくとも一つのシールは投薬ポンプ内への、及び投薬ポンプから出る液体流れを制御する。

好ましくは、これらのシールの一つ又は両方はリップシールである。より好ましくは、シールは環状リップシールである。

好ましくは、これらのシールの一つ又は両方は、ディスペンサハウジングに設けられる穴内で摺動動作するピストンに取り付けられる。

好ましくは、第１のシールは、装置のハウジングに設けられる導管と協働して投薬ポンプ内への、及び投薬ポンプから出る液体流れを制御する。

好適には、第１のシールは、投薬ポンプ内への、及び投薬ポンプから出る液体流れを制御し、第２のシールは投薬ポンプから出る液体流れを制御する。

好適には、第２のシールは、先端シールを含む。

好適には、作動ポンプ及び投薬ポンプは共通のシールを共用する。

好ましくは、共通のシールはリップシールである。より好ましくは、シールは環状リップシールである。

好ましくは、シールは、ディスペンサハウジングに設けられる穴内で摺動動作するピストンに取り付けられる。

好ましくは、共通のシールは作動ポンプから出る液体流れを制御し、かつ投薬ポンプ内への、及び投薬ポンプから出る液体流れを制御する。

好ましくは、共通のシールはディスペンサハウジングに設けられる導管と協働して、作動ポンプから出る液体流れを制御する。

好ましくは、共通のシールはディスペンサハウジングに設けられる導管と協働して、投薬ポンプ内への、及び投薬ポンプから出る液体流れを制御する。

好ましくは、共通のシールは単一の導管と協働して、作動ポンプから出る液体流れを制御し、かつ投薬ポンプ内への、及び投薬ポンプから出る液体流れを制御する。

好適には、共通のシールは、装置ハウジングと連動して分配される液滴の体積を制御する。

好ましくは、共通のシールは、装置ハウジングに設けられる共通の導管と連動して分配される液滴の体積を制御する。

好適には、装置は、投薬ポンプと流れ連通する気体で満たされたプレナムを含む。

好ましくは、この気体は窒素等の不活性ガスである。

本発明のさらなる態様によると、可動カップリングと、第１の真空チャンバとを含み、可動カップリングは、第１の方向にカップリングを移動させ、第１の真空チャンバを拡張するように動作可能なドライバを備え、ドライバの第１の方向における移動により第１の真空チャンバを収縮状態から拡張させ、ドライバの解放により、第１の真空チャンバを収縮状態に戻すことができ、カップリングをドライバとは独立して第２の方向に移動させる、薬物ディスペンサ用のアクチュエータが提供される。

好ましくは、ドライバは駆動ピストンである。好ましくは、駆動ピストンはさらに液体用のリザーバを提供する。

好ましくは、カップリングは、ピストンと結合して液体分配ポンプ及び／又は作動ポンプを形成する中間真空シールである。

好適には、アクチュエータはハウジングをさらに含み、第１の真空チャンバはハウジング及びカップリングにより規定される。

好適には、カップリングはハウジングに対して摺動可能に密閉される。

好適には、カップリングはハウジングに対して、第１のシール及び第２のシールにより摺動可能に密閉され、第１の真空チャンバは第１のシールと第２のシールとの間に、かつカップリングとハウジングとの間に規定される。

好適には、ハウジングは穴を規定し、カップリングは摺動可能に穴内に受容される。

好適には、ドライバは第２の真空チャンバにより、選択的にディスペンサカップリングと結合する。

好適には、第２の真空チャンバは真空解放部を備え、真空解放部は、第１の真空チャンバが既定のサイズに拡張されたときに第２の真空チャンバを通気することで、ドライバを第１の真空チャンバから脱結合させるように動作する。

好ましくは、真空解放部は、ドライバを第１の真空チャンバから脱結合するときに第１の真空の収縮速度を制御するように構成されている。

好適には、アクチュエータはハウジングを含み、第２の真空チャンバはハウジング、カップリング、及びドライバにより規定される。

好適には、真空解放部は、アクチュエータに設けられる少なくとも一つの通気孔を含む。

好ましくは、通気孔は溝を含む。

好適には、第１の真空チャンバの既定の拡張時に第２の真空チャンバが通気されるように、通気孔は配置される。

好適には、アクチュエータは、第１の真空チャンバから出、シールを通過する一方向の流れを可能とするように構成されるシールを含む。

好ましくは、シールはリップシールである。

好ましくは、リップシールはカップリングと一体形成される。

好適には、アクチュエータは、第２の真空チャンバから出、シールを通過する一方向の流れを可能とするように構成されるシールを含む。

好ましくは、シールはリップシールである。

好ましくは、リップシールはカップリングと一体形成される。

本発明のさらなる態様によると、
投薬ポンプを薬物で満たし、その後作動ポンプを薬物で満たすステップと、
先端シールが作動ポンプの収縮によって出口オリフィスから離れて持ち上がるように、作動ポンプを収縮させ、投薬ポンプを収縮させるステップと、
作動ポンプを通液させて出口オリフィスに対して先端シールを閉鎖し、出口オリフィスを密閉するステップと、を含み、
投薬ポンプの収縮によって、先端シールが出口オリフィスから離れて上昇するときに、第１の速度で、かつ先端シールが出口ノズルに対して閉鎖されるときに、第２のより大きい速度で、薬物の一回の用量を出口ノズルに送達する、
薬物の液滴を送達する方法が提供される。

好適には、方法は投薬ポンプを満たすとき、及び作動ポンプを満たすときに第１の真空チャンバを収縮状態から拡張させるステップと、その後、真空チャンバを収縮状態まで収縮させるステップとを含み、真空チャンバの収縮によって作動ポンプの収縮及び投薬ポンプの収縮を駆動するように、真空チャンバが投薬ポンプ及び作動ポンプと結合する。

好適には、方法は、投薬ポンプの収縮の第１のステージにおいて液体薬物を投薬ポンプから抜き取る（ｂｌｅｅｄｉｎｇ）さらなるステップを含む。

本発明のその他の態様及び例示的特徴が、添付の図面を参照しながら以下で単なる例示として説明される例示的実施形態に見い出される。

本発明による計量液体液滴ディスペンサ装置の斜視図である。 図１の装置の分解図である。 装置の長手軸を通る垂直平面における断面を示した、図１の組立てた装置１００の断面図である。 装置ハウジングのみを示し、明瞭さのため装置の残りは省略した図３と同一断面の図である。 装置の長手軸を通る水平断面における、図３の装置ハウジングの下面図である。 図４のハウジングアセンブリ、特に前記アセンブリの第２の端部の断面等角図である。 ハウジング本体の第２の端部の斜視図である。 装置のためのハウジング蓋の上面斜視図である。 ハウジング蓋の下面斜視図である。 第１の端部をより詳細に示すために、図３の断面で示した装置の第１の端部の図である。 中間領域をより詳細に示すために、図３の断面で示した装置の中間領域の図である。 図１の装置で使用するためのピストンの斜視図である。 組立てた装置の第２の端部を通る断面を示す図である。 図３による装置を通る断面を示す図である。 静止時の装置を通る第１の断面を示す図である。 静止時の装置を通る第２の断面を示す図である。 静止時の装置内の流路を示すフローチャートである。 第１のプライミング段階としても知られる、装置の作動の第１のステージにおける図１５Ａと同じ図である。 第１のプライミング段階としても知られる、装置の作動の第１のステージにおける図１５Ｂと同じ図である。 第１のプライミング段階としても知られる、装置の作動の第１のステージにおける図１５Ｃと同じ図である。 第２のプライミング段階としても知られる、装置の作動の第２のステージにおける図１５Ａと同じ図である。 第２のプライミング段階としても知られる、装置の作動の第２のステージにおける図１５Ｂと同じ図である。 第２のプライミング段階としても知られる、装置の作動の第２のステージにおける図１５Ｃと同じ図である。 第３のプライミング段階としても知られる、装置の作動の第３のステージにおける図１５Ａと同じ図である。 第３のプライミング段階としても知られる、装置の作動の第３のステージにおける図１５Ｂと同じ図である。 第３のプライミング段階としても知られる、装置の作動の第３のステージにおける図１５Ｃと同じ図である。 作動段階としても知られる、装置の作動の第４のステージにおける図１５Ａと同じ図である。 作動段階としても知られる、装置の作動の第４のステージにおける図１５Ｂと同じ図である。 作動段階としても知られる、装置の作動の第４のステージにおける図１５Ｃと同じ図である。 第４のプライミング段階としても知られる、装置の作動の第５のステージにおける図１５Ａと同じ図である。 第４のプライミング段階としても知られる、装置の作動の第５のステージにおける図１５Ｂと同じ図である。 第４のプライミング段階としても知られる、装置の作動の第５のステージにおける図１５Ｃと同じ図である。 第１の送達段階としても知られる、装置の作動の第６のステージにおける図１５Ａと同じ図である。 第１の送達段階としても知られる、装置の作動の第６のステージにおける図１５Ｂと同じ図である。 第１の送達段階としても知られる、装置の作動の第６のステージにおける図１５Ｃと同じ図である。 第２の送達段階としても知られる、装置の作動の第７のステージにおける図１５Ａと同じ図である。 第２の送達段階としても知られる、装置の作動の第７のステージにおける図１５Ｂと同じ図である。 第２の送達段階としても知られる、装置の作動の第７のステージにおける図１５Ｃと同じ図である。

図面についての注記
図１〜１４図１〜図２２は、装置の開発のために使用される機械製図に基づく。したがって、図面は縮尺通りであり、かつディスペンサに係るディスペンサ装置並びに本発明によるエネルギー保存及び拘束機構の幾何形状を代表するものである。

ここで図１を参照すると、本発明による計量液体液滴ディスペンサ装置１００の斜視図を示す。

ディスペンサ１００は細長い形態であり、基端側の第１の端部１０８から末端側の第２の端部１１２までの長手軸１０４に沿って延びる。説明するために、長手軸１０４は水平軸１０４とも呼ぶ。

リザーバアセンブリ３００がディスペンサ１００の第１の端部１０８に設けられ、ノズルアセンブリ５００がディスペンサ１００の第２の端部１１２に設けられる。中間アセンブリ７００がリザーバアセンブリ３００とノズルアセンブリ５００との間に設けられる。

アセンブリの分解図及び断面図
図２及び図３を参照しながら装置１００の概要をここで説明する。図２は図１のディスペンサ１００の分解図を示す。図３は、装置１００の長手軸１０４を通る垂直平面における断面を示した、図１の組立てたディスペンサ１００の断面図を示す。

装置は、第１のハウジング端部１１８から第２のハウジング端部１１２までの装置長手軸１０４に沿って延びるハウジング１１６を備える。第２の端部１１２は装置１００の末端側端部１１２を提供する。

ハウジング１１６はハウジング本体１２０及びハウジング蓋１２２を備える。蓋１２２は第２の端部１１２にて本体１２０に連結される。蓋１２２及び本体１２０は好ましくは、連続的なレーザ溶接によって連結されて事実上一体型構造のハウジングアセンブリ１１６を提供する。これによって、組立てた装置１００への汚染物質の潜在的な進入経路をなくす。

リザーバアセンブリ
ハウジング１１６の第１の端部１１８は、リザーバアセンブリ３００を、ハウジング１１６の長手軸１０４に沿って延びる段付き穴１２４の第１の部に摺動可能に受容するように構成される。リザーバアセンブリ３００は、中空駆動ピストン３０２、リザーバ栓３０４及びリザーバ真空シール３０６を備える。

円筒形ベローズ３０８は、駆動ピストン３０２とハウジング１１６との間の境界面を密閉する一方で、ピストン３０２とハウジング１１６との間の相対運動を調整する。

ノズルアセンブリ
ハウジング１１６の第２の端部１１２は、長手軸１０４に対して垂直な垂直軸１３２に沿って延びるノズル貫通穴１２８を備える。穴１２８は、先端シール５０２及び先端シールピストン５０４を含むノズルアセンブリ５００を摺動可能に受容する。ノズルアセンブリ５００は、ハウジング１１６外側に取り付けられ、かつ先端シールが出口オリフィスに押し当てられて静止時に密閉するように先端シールピストン５０４を圧迫して、ハウジング１１６の内部密閉面との接触を促す、板ばね５０６をさらに備える。

中間アセンブリ
ハウジング１１６が、第１の端部１１８と第２の端部１１２との間に位置する中間領域１３６にて構成され、摺動可能に中間アセンブリ７００を受容する。アセンブリ７００は、真空シール７０２、第１のＯ−リング７０４、第２のＯ−リング７０６、マスターピストン７０８、作動ポンプシール７１０及び投薬ポンプシール７１２を備える。

概要−機能
要約すると、リザーバアセンブリ３００は数回分の用量の液体薬物を大量に保存し、さらに装置１００内へ作動エネルギーを入力するための往復可能なアクチュエータを提供する。

ノズルアセンブリ５００は、閉鎖状態で微生物バリアシールを提供するノズル出口を備え、このノズル出口は、複数回の定量の液体薬物を分配するために、この閉鎖状態から開口状態に繰り返し行き来（ｃｙｃｌｅ）できる。

中間アセンブリ７００はノズルアセンブリ５００と相互作用して、定量の液体をノズルアセンブリ５００に送達する投薬／計量システムと、ノズルアセンブリ５００を作動して、ノズルにその閉鎖状態と開口状態を行き来させ、定量を液滴として排出／放出させることができるアクチュエータシステムとを提供する。両方のシステムは好ましくは同一の液体薬物を用いて、汚染のリスクを最小化する。装置が所定回数の用量を送達したときに残されて使用不能になる液体の量を減少させるために、両方のシステム、特にアクチュエータシステムの容量は最小限にされる。

別々の投薬／計量システム及び作動システムの使用により、先端シールが、排出される用量の液圧とは独立した液圧で開口され得る。これにより定量を低圧で排出でき、液滴形成を改善し、装置からの液滴分離の非常に良好な制御を可能とする。

中間アセンブリ７００はリザーバアセンブリ３００及びノズルアセンブリ３００と相互作用して、いくつかの機能を提供する。中間アセンブリ７００及びリザーバアセンブリ３００は相互作用して、密閉チャンバを膨張させてエネルギーを保存するピストンポンプ、及びこのエネルギーを放出して投薬／計量システムを動作させる放出機構を提供する。これらによって確実に、保証されたレベルのエネルギーが投薬／計量システム及び作動システムで利用可能となり、さらに、このエネルギーをこれらのシステムへ送達するやり方を制御することが可能となる。これによりさらに改善された液滴形成及び装置からの液滴分離の良好な制御が可能となる。

これらの特徴を以下でより詳細に説明する。

詳細な説明
ハウジング
種々のサブアセンブリ３００、５００、７００の構成部品は装置ハウジング１１６内に受容される。ここで図４を参照すると、ハウジング１１６のみを示す図３の断面図が示されているが、装置１００の残りは明瞭さのため省略された。

ハウジング１１６を三つの主要特徴、すなわち、前述した段付き長手穴１２４、垂直ノズル貫通穴１２８、及び中間ハウジング領域１３６の長手穴１２４の上に位置する液圧マニホールド１４０を備える。

段付き穴
ハウジングアセンブリ１１６の本体１２０は、ハウジング本体１２０内に形成され、ハウジング入口１４２から延びる段付き穴１２４を規定する。周縁面取り部１４３が入口１４２周りに設けられ、これにより段付き穴１２４に先細のエントランスを提供する。

段付き穴１２４は、第１のハウジング端部１１８から装置長手軸１０４と同軸に延びて、ノズルアセンブリ５００を収容する貫通穴１２８に連結する。段付き穴１２４は直列に配置された四つの同軸穴１４４、１４６、１４８、１５０を含む。穴１４４、１４６、１４８、１５０は、第１のハウジング端部１１８に位置する最大直径穴から直径が大きい順に配置される。

第１の穴
駆動ピストンハウジング１４４としても知られている第１の穴１４４は、入口１４２から穴１４４の末端側端部１５８を規定する平面端部壁１５６まで、装置長手軸１０４に略平行に延びる第１の環状壁１５４の内部表面１５２により規定される。

第１の穴１４４は、直列に配置された第１の円錐台形サブセクション１６０及び第２の円筒形サブセクション１６２を備える。

より詳細には、第１の円錐台形サブセクション１６０は約２°のテーパを有する、すなわち、穴の直径を挟んで反対側の面同士の角度約２°を規定する。第２の「円筒形」セクションは約０．５°のテーパを有する。

拘束部分１６０としても知られる円錐台形部分１６０は入口１４２から延びて、拘束環状部１６４として呼ばれるであろう環状部１６４にて円筒形サブセクション１６２に隣接する。円錐台形穴１６０の直径は入口１４２の最大直径から拘束環状部１６４に向かって内向きにテーパする。このテーパによって穴１４４は射出成形によって容易に製造することができ、ハウジング本体１２０が形成された後に成形工具を取り外せる。

主要真空穴１６２としても知られている円筒形サブセクション１６２は拘束環状部１６４から穴１４４の末端側端部１５８まで延びる。穴１６２は拘束環状部１６４から末端側端部１５８まで、約０．５°の夾角でもって非常にわずかに内向きにテーパする。このテーパによって内表面１５２が、リザーバアセンブリ３００と係合するための良好な密閉面を提供できるが、依然としてハウジング本体１２０を射出成形により形成できる。

穴１４４の末端側端部壁１５６は、隣接する第２の穴１４６と通じる貫通孔１６６を備える。端部壁１５６は、貫通孔１６６周りに周縁面取り部１６８を備え、先細食付き部を提供する。

その内二つのみが図４に見ることができる、三つの軸方向に向けられた入口溝１７０が、円錐台形穴１６０の内部表面１５２内に配置される。溝１７０は入口１４２から拘束環状部１６４へ軸方向、すなわち、円錐台形穴１６０の全軸長に沿って延び、穴１４４の周縁部周りに等置される。溝１７０はそれぞれ、一定深さの溝部を含み、これは入口１４２における最大幅から拘束環状部１６４における最小幅へとテーパし、これも射出成形による製造が容易である。

第１の環状壁１５４は局所的にハウジング入口１４２周りが厚く、環状バットレス１７２を提供する。環状バットレス１７２の外表面１７４は局所的に除去されて（ｒｅｌｉｅｖｅｄ）、ベローズ３０８の第１の端部を受容するための環状溝部１７６を規定する。

第２の穴
副真空穴１４６とも呼ばれる第２の穴１４６は円筒形であり、第１の穴１４４の末端側端部１５８から延び、第２の環状壁１７８により規定される。壁１７８は第１の穴の端部壁１５６から、第１の環状段１８４を介して第３の環状壁１８２に隣接する末端側端部１８０まで延びる。穴は約０．５°の夾角を有して内向きにテーパして、中間アセンブリ７００に対する良好な密閉面を提供しつつも、射出成形によってハウジング本体１２０を製造できる。環状段１８４は周縁面取り部１８６を備え、第２の穴１４６に隣接する第３の穴１４８への先細の入口を提供する。

第３の穴
作動穴１４８とも呼ばれる第３の穴１４８は円筒形であり、第３の環状壁１８２により規定される。穴は副真空穴１４６の末端側端部１８０から、第２の環状段１９２を介して第４の環状壁１９０に隣接する末端側端部１８８まで延びる。穴はこの距離にかけて約０．５°の夾角を有して内向きにテーパする。

第２の環状段１９２は周縁面取り部１９４を備え、第３の穴１４８に隣接する第４の穴１５０への先細の入口を提供する。

移送導管１９６としても知られる貫通孔１９６は、第３の穴１４８の壁１８２内の、第２の穴１４６の末端側端部１８０とは軸方向に離れた長手軸１０４の真上の位置に設けられる。導管１９６により第３の穴１４８と、液圧マニホールド１４０の第１のリザーバ１９７との二方向連通を可能にする。

バイパス溝１９８としても知られている軸方向溝１９８は、穴壁１８２の内表面２００内に設けられ、穴１４８の開始点における環状段１８４と導管１９６との間に延びる。この溝１９８は図５でよりはっきりと示されており、図５は装置長手軸１０４を通る水平断面におけるハウジングアセンブリ１１６の下面図を示す。

図４を再び参照して、作動導管２０２とも呼ばれる第２の貫通孔２０２は点線輪郭で示される。作動導管２０２は、第３の穴１４８の壁１８２内の末端側端部１８８に隣接する位置に設けられる。導管２０２により作動穴１４８と、中間アセンブリ７００の、点線輪郭でさらに示される第２のリザーバ１９９との連通が可能となる。図５を参照するとよりはっきりと見ることができるように、導管２０２は垂直に配向されるが、装置１００の長手軸１０４からずれている。

第４の穴
投薬穴１５０とも呼ばれる第４の穴１５０は作動穴１４８の末端側端部１８８から延びて、第２のハウジング端部１１８に位置する貫通穴１２８に交わる。穴１５０は、第３の穴の末端側端部に設けられる段付き移行部１９２から延びる第４の環状壁１９０により規定される。穴１５０は約０．５°のテーパを有する第１の円筒形サブセクション２０４、及び約２°のテーパを有する第２の円錐台形セクション２０６を直列に備える。第２のサブセクション２０６は、第２のハウジング端部１１２にて貫通穴１２８と連結するまで、二つの小穴２０４、２０６の結合部から内向きにテーパする。

点線輪郭で示す、制御導管２０８とも呼ばれる第３の貫通孔２０８が投薬穴１５０の環状壁１９０に設けられる。導管２０８は垂直に穴１５０から第１のリザーバ１９７内へと上向きに延び、作動穴１４８の末端側端部１８８からは軸方向に離れている。導管２０８は図４の断面の正面にあり、水平平面における長手軸１０４からずれている。

図４を再び参照して、プレナム導管２１０とも呼ばれる第４の貫通孔２１０は点線輪郭で示される。導管２１０は投薬穴１５０の円筒形セクション２０４の壁に設けられ、垂直に上向きに延びて、点線輪郭で示した密閉されたプレナムチャンバ２１１と、投薬穴１５０との単独の連通路を提供する。プレナム導管２１０は制御導管２０８と同一平面にあり、穴１５０の端部寄りに制御導管２０８とは軸方向に離れている。制御導管２０８とプレナム導管２１０とのずれは図５にてよりはっきりと示される。

ノズルアセンブリ用の垂直貫通穴
ハウジングアセンブリ１１６の第２の端部１１２にて、貫通穴１２８は第５の環状壁２１２により規定される。貫通穴１２８の構造は図６でさらに詳細に規定され、図６は、図４のハウジングアセンブリ１１６、特に前記アセンブリの第２の端部１１２の断面等角図を示す。

貫通穴１２８は、先端シール５０２及び先端シールピストン５０４を摺動可能に受容するように構成された内部表面２１６を有する第１の下部円筒形セクション２１４を備える。円筒形セクション２１４の底部は基部２１８を末端とし、基部２１８は出口オリフィス２２０を規定する。基部２１８の内面２２２は、平面密閉面２２２を提供し、平面密閉面２２２はノズルアセンブリ５００（図示せず）の先端シール５０２に当接して出口オリフィス２２０を閉鎖する。面２２２の表面仕上げ品質は好ましくは、ＶＤＩ３４００ ｎｏ．１８ Ｒａ＝０．８０ Ｒｚ＝３．３とＳＰＩ Ａ１ Ｒａ＝０．０２５ Ｒｚ＝０．１との間である。

オリフィス２２０は、環状リップ部２２６により規定されるノズル２２４につながる。リップ部２２６の内部表面２２８は、軸対称な「フレア形ベル」を形成するように成形される。この幾何形状により、ノズルを通る液体がノズルオリフィス２２０から離れるにつれ、減速し、安定した滴形成を促すことが確実になる。

円筒形サブセクション２１４の上端部は幅広の上部穴２３０へと開口している。上部穴２３０は浅い円錐形基部２３２を備え、浅い円錐形基部２３２は下部円筒形穴２１４から外向きかつ上向きに広がり、円筒形環状壁２３４に連結する。この環状壁２３４はハウジング本体１２０に形成される下部環状リップ部２３６、及びハウジング蓋１２２に形成される上部環状リップ部２３８を備える。上部リップ部２３６及び下部リップ部２３８が離間された関係にて保持され、その間に環状溝部２４２を規定し、ノズルアセンブリ５００が所定位置にあるときに、環状溝部２４２が先端シール５０２（図示せず）を微生物的に（ｍｉｃｒｏｂｉａｌｌｙ）保持し密閉するように、ハウジング本体１２０及びハウジング蓋１２２は、環状壁２３４の外側に位置する環状当接部２４０周りで恒久的に連結される。

上部穴２３０の浅い円錐形基部２３２は、投薬穴１５０上に位置する、下部穴２１４の壁と上部穴２３０の壁との間の領域が局所的に除去されて、作動従動リザーバ２４４として知られている凹部２４４を形成する。このリザーバ２４４は、図４に点線輪郭で示した水平な先細導管２４６を介して液圧マニホールド１４０の第２のリザーバ１９９につながっている。

液圧マニホールド
ハウジング液圧マニホールド１４０の構造を図４とさらに図７を参照してここで説明する。図７は、ハウジング蓋１２２がない、ハウジング本体１２０の第２の端部１１２の斜視図を示す。

マニホールド１４０は、作動穴１４８及び投薬穴１５０の壁１８２、１９０から垂直上方に突出する周辺壁２５０により規定される矩形平面のボウル部２４８を備える。同じ壁１８２、１９０はボウル部２４８の基部を提供する。

ボウル部は、上部穴環状リップ部２３６に当接する第１の端部２５２から、副真空穴１４６と作動穴１４８との間の段付き移行部１８４の上に位置する末端側端部２５４まで延びる。

隔壁２５６によりボウル部２４８を三つの別々のリザーバ、すなわち、第１のリザーバ１９７、第２のリザーバ１９９及びプレナムチャンバ２１１に分割する。周辺壁２５０及び隔壁２５６は装置軸１０４上において同一の高さがあり、ハウジング蓋１２２が当接する平面上面２５８を規定する。三つのリザーバ１９７、１９９、２１１は、各々が、ハウジング１１６の軸１０４を垂直に通る平面の可能な限り近くにある周縁部を有するように配置される。これにより、マニホールド１４０と段付き穴との間を通る垂直孔１９６、２０２、２０８、２１０を１２時の位置に可能な限り近く配置する、すなわち、最小限の横方向の変位を有して軸１０４上に垂直に位置させることができる。これにより、これらが穴１２４と交わる場合、交点にて穴１４８、１５０の内部表面にごく小さな破壊しか生じないことが保証される。これにより、孔上を通る中間アセンブリ７００へのどのシールにもごく小さな損傷しか与えないことを保証する。

長手方向に延びるフランジ２６０がボウル部２４８の両側に設けられる。フランジはボウル部の末端側端部２５４寄りに位置する矩形切り抜き部２６２によって途切れている。

フランジ２６０は、局所的に除去された第１のハウジング端部１１２を除いた、貫通穴１２８の上部２３０の下部環状リップ部２３６の周りまで続く。

いくつかの頂部が平坦なバットレスが、第１のリザーバ１９７及びプレナムチャンバ２１１内で周縁壁から突出する。これらは、周辺壁及び隔壁２５６の平面上面２５８の下に位置する当接平面まで延びる。

ハウジング蓋
図８はハウジング蓋１２２の上面斜視図を示し、図９はハウジング蓋１２２の下面からの、すなわち、組立てたハウジング１１６の液圧マニホールド１４０内から見た斜視図を示す。

ハウジング蓋１２２は第２のハウジング端部を配置するための環状カラー２６８を含む平面上面２６６と、ハウジング本体１２０のボウル部２４８の周辺部２５０と重なるように構成される末端側平面ボウル部キャップ２７０とを規定する。

環状カラー２６８は、その内周面に垂直貫通穴１２８の上部環状リップ部２３８を設ける、円形切り抜き部２７２を規定する。

十字形断面の直立ペグ２７４が、ノズルアセンブリ５００の板ばね５０６（図示せず）を配置するために上面２６６から突出する。三つの直立壁２７６、２７８、２８０がボウル部キャップ２７０から盛り上がっており、ばねのための支持面を提供して、ばねがハウジング蓋１２２から離間されることを保証する。第１の横断壁２７６はカラー２６８に対する末端側端部にて蓋を横切っているが、第２の軸方向壁２７８及び第３の軸方向壁２８０は、ボウル部キャップの両側を通っており、蓋１２２及び本体１２０が組立てられた状態にてハウジング本体１２０に設けられるフランジ切り抜き部２６２に隣接する。

図９を参照すると、ボウル部キャップ２７０の裏面２８２は三つの栓２８４、２８６、２８８を有しており、これらの栓はキャップから下方に突出する。第１の栓２８４は第１のリザーバ１９７内に嵌合し、ボウル部周辺壁２５０に設けられたバットレス２６４に当接するように成形される。第２の栓２８６は第２のリザーバ１９９内に嵌合するように成形される。第３の栓２８８はプレナムチャンバ２１１内に嵌合し、プレナムチャンバ２１１内の周辺壁２５０に設けられたバットレス２６４に当接するように成形される。栓２８４、２８６、２８８及びバットレス２６４は、一緒に配置されるときにハウジング本体１２０に対して蓋１２２を配置してから、好ましくはレーザ溶接により、連結する。さらに、栓２８４、２８６は、液体を含む第１及び第２のリザーバ１９７、１９９の容量を減少させるのに役立ち、装置が所定回数の用量を送達したときに残されて使用不能になる液体の量を減少させる。特に、栓２８４、２８６の使用により小容量のリザーバ１９７、１９９を確実に射出成形プロセスにより製造することができる。

下方に突出する周辺壁２９０がボウル部キャップ２７０周りに、環状カラー２６８の一部を中心にして設けられる。キャップ２７０がボウル部２４８に組立てられるとき、壁２９０はハウジング本体１２０のフランジ２６０に当接する。

キャップ２７０が恒久的にボウル部２４８に取り付けられるとき、リザーバ１９７、１９９及びプレナムチャンバ２１１間の連通が既に述べた垂直孔１９６、２０２、２０８、２１０及び水平導管２４６を介してのみ起こり得るように、キャップ２７０はリザーバ１９７、１９９及びプレナムチャンバ２１１を密閉する。連結プロセスにより、ハウジング本体１２０とハウジング蓋１２２間の密閉によって装置１００外部の周囲気圧を超えるか又は周囲気圧未満の内部圧力を維持できることが保証される。

ハウジング本体１２０は単一のものとして、好ましくは射出成形によってポリプロピレンから形成される。同様に、ハウジング蓋１２２は、好ましくは射出成形によってポリプロピレンから形成される。

本実施形態では、ハウジング蓋１２２はハウジング本体１２０にレーザ溶接される。このプロセスを手助けするために、本体１２０の材料にはレーザ吸収性材料を添加し、蓋の材料には添加しない。これによってレーザエネルギーを、蓋を通り抜けさせてから添加材料に吸収させることができる。このことにより、蓋１２２及び本体１２０が互いに融合するように、本体１２０の材料の局所的な加熱が保証される。本実施例では、添加材料は約０．２重量％の炭素である。

ハウジング本体の周辺壁２５０、隔壁２５６、及び下部環状リップ部２３６はすべて、ハウジング本体１２０内に形成された、当接部２６４の上面により形成される連結平面２６５の上まで延びる。連結平面の上の材料は連続的なレーザ溶接のための消耗可能な材料の領域を提供する。

より詳細には、ハウジング本体１２０をハウジング蓋１２２に連結する間、レーザを垂直に下方へ、ハウジング本体１２０の連結面２３６、２５０、２５６の直上にある蓋１２２の上面２６６に向ける。レーザは、内部に吸収性材料がないため蓋１２２を通り抜け、その後ハウジング本体１２０の消耗可能な領域により吸収されて、この領域は融解する。そのようにするとき、ハウジング蓋１２２は、レーザに照射されないバットレス２６４の上に載るまで下方へ降ろされる。

したがって、バットレス、特にバットレスの上面により、連結されるハウジング１１６全体の高さを良好に制御できる。このことは、連結されるハウジング１１６の高さが過剰にばらつくと、板ばね５０６の性能の一貫性が損なわれ、またノズルオリフィス２２０の密閉に一貫性が損なわれるであろうことから、重要である。

リザーバアセンブリ
図１０は、リザーバアセンブリ３００をより詳細に示すために、図３の断面で示した装置の第１の端部１０８の図を示す。

リザーバアセンブリ３００の中空駆動ピストン３０２は、ハウジング１１６の駆動ピストン穴１４４内に摺動可能に取り付けられるように構成される。図１０に示した装置１００の静止状態にて、駆動ピストンを完全に駆動穴内に挿入すると、駆動ピストンは中間アセンブリ７００に当接する。

ピストン３０２は、開口端部３１２から平面バルクヘッド３１４まで延びる円筒形本体セクション３１０を備える。第１の環状肩部３１６及び第２の環状肩部３１８は、円筒形本体３１０からバルクヘッド３１４の外縁までの段付き移行部を提供する。段３１６、３１８間の環状ランド３２０は、溝部３２２を備え、リザーバ真空シール３０６に係留係合する。

ステム３２４はピストンバルクヘッド３１４の基端側端部３２６から末端側端部３２８まで突出する。ステム３２４は、本体３１０から末端側ステム端部３２８の出口３３２まで延びる内腔３３０を規定する。ステム３２４及び本体３１０は直列に、装置長手軸１０４に関して軸対称に配置されているため、駆動ピストン３０２は横にされた開いたボトルに似ているように見える。

本体の開口端部３１２は、第１の環状段３１６と同じだけ延び、リザーバ栓３０４を受容する円形穴３３４を規定する。本体の端部３１２は、組立てた装置１００の第１の端部１０８を形成する。

駆動ピストン３０２の内部３３６は、リザーバ栓３０４によって開口端部３１２にて密閉されるバルクリザーバキャビティ３３６を規定する。キャビティ３３６は、装置１００を使用前に充填したとき、液体薬物（図示せず）の大部分を保持する。本実施形態では、バルクリザーバ３３６の最大容量は約５立方センチメートルである。

栓３０４は、平面基部３３８から駆動ピストン穴３３４内に受容される円錐形先端３４０まで延びる、柔軟な材料、好ましくはエチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）ゴムからなるシリンダを有する。栓３０４は基部に隣接する第１の環状リップシール３４２、並びに先端３４０寄りの第２の環状リップシール３４４及び第３の環状リップシール３４６を備える。第２及び第３のシール３４４、３４６は横方向に、移動距離（ｓｗｅｐｔ ｄｉｓｔａｎｃｅ）３４８と呼ばれる所定距離だけ離間されている。

栓３０４及びピストン３０２は、液体がバルクリザーバ３３６から取られるにつれて栓３０４がピストンバルクヘッド３１４の方へと引き込まれるように構成される。換言すると、栓３０４及びピストン３０２が協働して、縮小可能な（ｃｏｌｌａｐｓｉｂｌｅ）リザーバを提供し、これによりヘッドスペース、すなわち、アレージの形成を回避し、そのためリザーバ３３６内における、装置内への空気及び汚染物質を引き込み得る準周囲気圧（ｓｕｂ−ａｍｂｉｅｎｔ ｐｒｅｓｓｕｒｅ）の生成を最小限にする。非縮小可能なリザーバ内に導入される周囲空気に対する代替的解決手段もまた、装置内への汚染物質の導入の危険にさらすことになる

可動栓３０４のさらなる効果は、バルクリザーバの拡張又は収縮を可能にすることにより、装置１００内の圧力を周囲気圧、大気圧、外気圧と等しくすることである。したがって、必要に応じてバルクリザーバ３３６と流体連通する装置１００のこれら内部領域へ、又は内部領域から流体が流れることができる。

主ピストン本体３１０の円筒形外表面３５０は、ハウジング１１６内に位置する駆動ピストン３０２領域を覆う駆動ピストン穴１４４に摺動可能に係合する直径を有する。この摺動係合は同軸的にピストン３０２を穴１４４内に位置付け、リザーバアセンブリ３００を安定させピストンの揺動を防ぐのに役立つ。このことにより、アセンブリ３００の一方向真空シール３０６が安定しており、最適に機能して、リザーバアセンブリ３００と駆動ピストン穴１４４の主要真空穴１６２との間に規定される第１の摺動密閉境界面３５２にて気密シールを提供することを保証する。

より詳細には、シール３０６は、ランド３２０に形成される環状シール溝部３２２に位置するリップシール３０６である。シール３０６は、シール３０６がピストン３０２と共に動くように溝部内に軸方向に係留保持される環状基部３５４を備える。半径方向に直立する壁３５６はシール基部３５４から突出し、リップ部３５８はこの壁３５６の直径方向の外縁からピストン３１２の端部の方へ、すなわち、ピストンバルクヘッド３１４から離れる方へ、かつ半径方向外向きに延びて、円錐形密閉面３６０を規定する。組立ててない状態では、円錐形密閉面３６０の完全に環状の部分３６２は少なくとも、主要真空穴１６２の内部表面１５２より大きい直径からなる。リップ部３５８は駆動穴１４４内に挿入されるときに半径方向内向きに圧迫されるため、シール３０６は、図１０の組立てた静止状態にて駆動ピストン穴１４４の内部表面１５２とポジティブ係合して、密閉境界面３５２を提供する。密閉面３５２と内部穴表面１５２とのこの弾力的なポジティブ係合は、穴１４６に沿った密閉面の摺動動作中、穴１４４に設けられたわずかなテーパに適合する。

ハウジング１１６に設けられた入口面取り部１６８により、ハウジング１１６内に導入されるときにシール３０６が徐々に圧迫されてハウジングへの損傷を回避することを保証する。

リップ部３５８の円錐形の幾何形状により、密閉境界面３５２を通って、反対方向ではなく穴の末端側端部１５８から入口１４２の方向へといくらかの漏れを許容する。

本実施形態では、リザーバ真空シール３０６は、好ましくは射出成形により、低密度ポリエチレンから単一部品として形成される。

使用時には、後により詳細に説明するように、駆動ピストン３０２は駆動穴１４４を往復する。結果として、ピストンの外部の「移動」領域３６４は穴１４４内部からその外部の位置へ、またその逆へと行き来する。これにより、移動面３６４がハウジング１１６の外にある間に汚染物質にさらされ得るため、汚染リスクが生じる。

環状溝部３６６は、常にハウジング１１６の外にある駆動ピストン３０２の位置に設けられる。この溝部３６６は、ベローズ３０８の環状のリップ部付きの第１の端部３６８を保持する。ベローズ３０８の反対側の第２のリップ部付き端部３６８は、ハウジング１２０に設けられる環状溝部１７６により保持される。ベローズ３０８は、ピストン３０２の移動領域３６４が汚染物質にさらされないことを保証する、軸方向に拡張可能なカバーを提供する。ベローズのリップ部付き端部３６８、３７０の両方はピストン３０２及びハウジング１１６にそれぞれ密閉するように係合し、外部環境から隔離された密閉気体リザーバ３７２をベローズ３０８内に規定する。

中間アセンブリ
図１１は、中間アセンブリ７００をより詳細に示すために、図３の断面で示した装置１００の中間領域１３６の図を示す。

アセンブリ７００の中間真空シール７０２は、静止時に駆動ピストン穴１４４内に位置する第１の自由端部７１６から、マスターピストン７０８の第１の端部を保持する第２の端部まで延びる開口シリンダ７１４を含む。

図１１に示す静止状態では、第１のシリンダ端部７１６は、主要真空穴１６２内にあり、駆動ピストン穴１４４の端部壁１５６の隣で終端する。半径方向に延びる密閉ディスク７２０は、第１のシリンダ端部７１６の周りに延び、穴１６２の内部表面１５２の隣にある外周面７２２を提供する。

ディスク７２０は、駆動ピストン穴１４４の末端側端部１５６に隣接する第１の平面７２４、及び第１のハウジング端部１１８に向かって末端側端部１５６から離れる方に向く第２の平面７２６を有する。

環状突設部７２８は、ディスク面７２６から穴１４４の第１の端部の方へと装置長手軸１０４と同軸的に突出する。突設部７２８は、外周面７２２の内側に位置する基部７３０及び末端側端部７３２を有する。

リップシール７３４は、密閉ディスク縁部７２２からピストン３１２の端部へと、半径方向外向きに延びて、外側円錐形密閉面７３６を規定する。円錐形密閉面７３６の完全に環状の部分７３８は、真空穴１６２の内部表面１５２よりも直径が大きい。リップ部７３４はハウジング１１６によって半径方向内向きに圧迫され、示される組立てた状態における内部表面１５２との密閉係合を保証する。ハウジング１１６に設けられた入口面取り部１６８により、ハウジング１１６内に導入されるときにシールが徐々に圧迫されてハウジングへの損傷を回避することを保証する。

リップシール７３４と駆動ピストン穴１４４の内部表面１５２とのポジティブ係合により、密閉ディスク７２０とハウジング１１６間の第２の摺動密閉境界面７４０を形成する。シールは一方向弁として作用するが、これはリップシールの円錐形の幾何形状により、密閉境界面７４０を通って、反対方向ではなく第１のディスク面７２４から第２のディスク面７２６の方向へといくらかの漏れを許容するからである。

シール７０２の外側表面７４２は円筒形であり、約０．５°の夾角を有し、射出成形によるシール７０２の製造を可能にする。面７４２は第２の端部７１８で除去され、第２のＯ−リング７０６を、Ｏ−リング７０６の内径７４６によって半径方向に配置するために直径が低減された環状棚部７４４を提供する。棚部７４４は、Ｏ−リングの外径７４８を副真空穴壁１７８に押し当て、穴１４６と中間真空シール７０２との間に第３の密閉境界面７５０を形成する。Ｏ−リング７０６は、シリンダの穴７５２内の、ときに低圧である空気と、Ｏ−リング７０６の反対側の液体薬物との間の摺動対称密閉境界面７５０を提供する。

シールシリンダ７１４の穴７５２は、第１の端部に内側配置リップ部７５４を備え、これは摺動係合しながら駆動ピストンステム３２４に当接する内周面７５６を提供する。第１のシリンダ端部７１６と第２のシリンダ端部７１８の間のこのリップ部７５４の隣にて、穴７５２は、その外径７６０によって中間アセンブリ７００の第１の内部Ｏ−リング７０４を保持する、内部ランド７５８を備える。このランドは、Ｏ−リング７０４の内径７６２を駆動ピストンステム３２４に押し当て、第４の密閉境界面７６４を形成する。Ｏ−リング７０４は対称摺動シールを提供し、弁としては機能しない。本実施形態では、第１及び第２のＯ−リング７０４、７０６はニトリルから製造される。

ランド７５８の隣にて、シリンダ穴７５２は外方に、マスターピストン保持リップ部７６６とも呼ばれ、第２の端部７１８に位置するさらなる内部環状リップ部７６６へとテーパする。以下で述べられるように、リップ部７５６により、シール７０２をマスターピストン７０８に結合する。

中間真空シール７０２は、好ましくは射出成形により、低密度ポリエチレンから単一部品として形成される。

中間アセンブリ７００のマスターピストン７０８のみの斜視図を示す図１２をさらに参照すると、マスターピストン７０８は、大部分が装置長手軸１０４に関して軸対称である細長の本体を備える。ピストン７０８は直列に配置された三つのセクション７６８、７７０、７７２からなると考えることができる。

保持されるセクション７６８としても知られている第１のセクション７６８は管状であり、マスターピストン７０８の第１の端部７７４から第１のフランジ７７６まで延び、第１のフランジ７７６は、第１の弓状支持面７７８及び、副真空穴１４６の内部表面に当接する第２の弓状支持面７８０を提供する。第１及び第２の弓状支持面７７８、７８０は、円周の一部であり、円周は第１及び第２の弦面７８２（そのうち一つのみを図１２で見ることができる）により途切れている。

保持されるセクション７６８の外側表面７８４は円筒形サブセクション７８５の開口端部７７４から外方にテーパし、円筒形サブセクション７８５は、テーパ部分と第１のフランジ７７６との間にある。保持されるセクション７６８は全体が中間真空シール７０２内にあり、円筒形サブセクション７８５はシール７０２のシリンダ穴７５２との良好な位置決めを保証する。フランジ７７６の隣の、円筒形サブセクション７８５の外側表面に配置される環状溝部７８６は中間真空シール７０２のマスターピストン保持リップ部７６６を受容して、シール７０２に対して軸方向にピストン７０８を固定する。このことによって、シール７０２及びピストン７０８が互いに結合され、一つの部品として軸方向に動くことを保証する。

移送セクション７７０とも称される第２のセクション７７０は、装置１００の静止状態においてハウジング作動穴１４８内にある。セクション７７０は第１のフランジ７７６から第２のフランジ７８８まで延び、第２のフランジ７８８は第１の弓状支持面７９０及び、作動穴１４８の内部表面に当接する第２の弓状支持面７９２を提供する。第１及び第２の弓状支持面７９０、７９２は、円周の一部であり、円周は第１及び第２の弦面７９４（そのうち一つのみを図１２で見ることができる）により途切れている。

移送セクション７７０の外側表面７９６は、第１及び第２のフランジ７７６、７８８間に延びる一連の軸方向のランナー７９８を備える。ランナー７９８はそれぞれ、作動穴１４８の内部表面と係合する軸方向支持面８８０を提供する。第２のフランジ７８８寄りの点にて、移送チャネル８０２がマスターピストン７０８の本体周りに規定されるように各ランナー７９８は除去される。チャネル８０２は、ピストン７０８の頂部及び底部に配置される第１及び第２の移送孔８０４、８０６により供給される（図１１にてよりはっきりと示す）。孔８０４、８０６は、示されているように作動穴壁１８２に設けられる移送導管１９６とほぼ位置合わせされるが、実際は孔８０４、８０６は移送導管１９６に対して、装置長手軸１０４を中心に回転し得る。第１及び第２の対向する孔８０４、８０６を規定することによって、この角度は、移送孔８０４、８０６と移送導管１９６との間に常に良好な流路が提供されることを保証するために、最大値９０°を有することを保証する。

ポンピングセクション７７２とも称される第３のセクション７７２は、マスターピストン７０８の第２のフランジ７８８から第２の閉鎖端部８０８まで延びる。ポンピングセクション７７２は段付きピストンであり、これにより同一の本体上の、作動ポンプシール７１０により作動ピストン、及び投薬ポンプシール７１２により投薬ピストンを提供する。

より詳細に、ポンピングセクション７７２は、第２のフランジ７８８から、フランジ７８８と閉鎖ピストン端部８０８の中間に位置する肩部８１２まで延びる作動シリンダ８１０を備える。作動シリンダ８１０の外側表面８１４は、投薬穴１５０の内部表面に摺動可能に係合するように構成される。外部ランド８１６は外側表面に、軸方向に第２のフランジ７８８から離間されて設けられ、作動シール保持溝部８１８を規定する。

図１１を参照すると、作動ポンプシール７１０は環状リップシールであり、位置決めリング８２０及びリップシール８２２を含む。位置決めリング８２０はポンピングセクション７７２の溝部８１８により保持される。リップシール８２２は位置決めリングの外径に配置され、第２のピストン端部８０８に向かって、半径方向外向きに突出して、組立てられてない状態で作動穴１４８よりも直径が大きい円錐形密閉面８２４を規定する。円錐形密閉面８２４は段付き穴１２４内へと内向きに、マスターピストン７０８のアセンブリに押しつけられるため、少なくとも密閉面の一部は作動穴１４８と係合して、マスターピストン７０８と穴１４８との間の液密密閉境界面８２６を提供する。作動穴１４８のテーパされた入口１８６により、シール７１０が装置１００のアセンブリに対して徐々に圧迫されてシールへの損傷を回避することを保証する。

リップ部８２２の円錐形の幾何形状により、シール７１０は一方向弁として作用し、密閉境界面８２６を通って、移送セクションに向かう反対方向ではなく移送セクションから離れる方向へといくらかの漏れを許容する。

作動ポンプシール７１０は、好ましくは射出成形により、低密度ポリエチレンから単一部品として形成される。

図１２を再び参照すると、作動部分の外側表面８１４は、四つの軸方向溝８２８をランド８１６の下流に備え、これらは作動シリンダ８１０の端部にて肩部８１２を通って延びる。

投薬シールボス８３０は、作動シリンダ８１０と同軸に、作動シリンダ８１０の肩部付き端部８１２から延びる。ボス８３０は作動シリンダ８１０よりも直径が小さく、直立した位置決めリング８３２をその中央部辺りに備え、投薬ポンプシール７１２をボス８３０に固定する。

図１１を参照すると、投薬ポンプシール７１２は、ボス８３０上に嵌合する中央キャップ８３４を備える環状の二方向リップシールである。キャップ８３４は環状のキャップ壁８３６及び、第２のピストン端部８０８に位置する端部壁８３８により規定される。

環状壁８３６の内部表面に形成される内部溝部８４０は、直立するボスリング８３２を受容する。フランジ８４２は半径方向にキャップ８３４の中央部から突出し、その最外周に一対の環状リップシール８４４、８４６を備える。第１のリップシール８４４はマスターピストン７０８の肩部８１２に向かって突出し、第２のリップシール８４６は肩部８１２から離れるように突出する。リップシール８４４、８４６の両方はさらに半径方向に突出し、組立てられてないときに投薬穴１５０の移動部分２０４よりも直径が大きい背向円錐形密閉面８４８、８５０を提供する。各密閉面８４８、８５０は段付き穴１２４内へと内向きに、マスターピストン７０８のアセンブリに押しつけられるため、少なくとも各リップシール８４４、８４６の一部は、投薬穴１５０とマスターピストン７０８との間の密閉境界面８５２、８５４を提供する。投薬穴１５０のテーパされた入口１９４により、シール７１２が装置１００のアセンブリに対して徐々に圧迫されてシール７１２への損傷を回避することを保証する。

密閉境界面８５２、８５４はそれぞれ一方向型シールであるが、それらの背向構成により、シール７１２の全密閉効果は対称である、すなわち、シールを通過する漏れが両方向において防止されることを保証する。

投薬ポンプシール７１２は、好ましくは射出成形により、低密度ポリエチレンから単一部品として形成される。

マスターピストン７０８は、ピストンの第１の端部７７４からポンピングセクション７７２内のテーパ端部まで延びる、軸方向止まり穴８５６を規定する。穴８５６は、保持されるセクション７６８内に駆動ピストン３０２のステム３２４を受容するようにサイズ決めされる。このことにより、バルクリザーバ３３６の中身が移送孔８０４、８０６を介して、ピストン３０８の外部移送チャネル８０２と流れ連通することを保証する。

マスターピストン７０８は、好ましくは射出成形により、ポリプロピレンから単一部品として形成される。

ノズルアセンブリ
ここで図１３を参照すると、装置のノズルアセンブリ５００を示すために、装置１００の第２の端部をより詳細に示す。

ノズルアセンブリ５００は、装置１００の第２の端部１１２にて摺動可能に垂直貫通穴１２８内に配置される先端シール５０２及び先端シールピストン５０４と、ハウジング蓋１２２に取り付けられて先端シールピストン５０４を圧迫する板ばね５０６とを備える。

先端シール５０２は、上部の第１の端部５１２にて作動隔板５１０を備える柔軟な管状本体５０８と、底部の第２の端部にて平面密閉キャップ５１４とを備える。環状リップシール５１６は、隔板５１０と平面密閉キャップ５１４の間のほぼ中間点において本体の外面周りに延びるため、段付き穴１２４との連結部上部の点にて貫通穴１２８を密閉する。リップシール５１６は、シール５０２と貫通穴１２８の内部表面２１６との間に摺動液密シールを提供するようにサイズ決めされる。

止まりソケット５１８は、隔板５１０の中心の開口端部５２０から密閉キャップ５１４により形成された閉鎖端部５２２まで延びる。先端シールピストン５０４はこの止まりソケット５１８内に固定される。

作動隔板５１０は、シール５０２の管状本体５０８から外向きに延びる、略一定の厚さの浅いファンネル形ディスク５２４を含む。ほぼ円形断面の一体型密閉ビード５２６が、隔板５１０の外径周りに設けられる。組立てた状態では、密閉ビード５２６が、ハウジング本体１２０とハウジング蓋１２２との間に規定される環状溝部２４２に締め付けられ、かつ圧迫される。ハウジング１１６内での先端シール５０２の締め付け係合は微生物バリアを提供する。隔板５１０の上面５２７は装置１００の外面を提供し、この外面は外部環境と液体薬物とを分離する。締め付けられた隔板５１０とハウジング１１６とのアセンブリにより、これらの連結が汚染物質の進入、及び薬物が出ていくこと、すなわち漏れを防止することを保証する。

管状本体５０８は、貫通穴１２８の垂直軸１３２に沿って、かつこれの周りに延びる環状壁５２８を含む。壁５２８は、シール５０２の下端でキャップ５１４の外部平面密閉面５３２から、外向きにテーパする切頭双円錐バットレス５３４まで延びる、円筒形基部５３０を備える。リップシール５１６はこの支持部上部の最外縁部から、組立てられてない状態で貫通穴１２８よりもわずかに直径が大きい直径まで延びる。リップシール５１６の外縁は、先端シール５０２が上部穴２３０を介して貫通穴１２８内に挿入されるときに、内向きかつ上向きに、すなわち、隔板の方へ圧迫される。

半径方向リップシール５１６の幾何形状により、逆方向ではなく、リップ部５１６の下の領域からそこを通って、すなわち、密閉面２２２から隔板５１０への方向に流体が漏れ得る。その結果、リップシール５１６は、逆の方向、すなわち、流体の圧力がシールの下で高く上で高い方向ではなく、第１の方向、すなわち、流体の圧力がシールの上は高く、下は低い方向における、より大きい圧力の不均衡を維持することができる。

リップシール５１６は、リップシール５１６から隔板５１０に延びる、環状壁５２８の首部分５３８まで延びる上部平面密閉面５３６を規定する。環状壁の首部分５３８は基部５３０よりも外径が小さい。

先端シール５０２は単一部品として、本実施形態ではＥＰＤＭゴムから製造される。

先端シールピストン５０４は、先端シールソケット５１８の閉鎖端部５２２に位置するその基部５４０から、シールアセンブリ５００を組立てたときに、ハウジング蓋１２２の上面２６６から盛り上がっている自由端部５４２まで延びる細長ロッド５３９を備える。円形フランジ５４４は、上部自由端部５４２と上部隔板表面５２７間の点にてロッド５３９周りに延びる。静止状態では、フランジ５４４は隔板５１０から離間している。

先端シールピストン５０４の上部自由端部５４２はドーム形である。

本実施形態では、先端シールピストン５０４はポリプロピレンから形成される。好ましくは、先端シール５０２及び先端シールピストン５０４はそれぞれ射出成形される。さらにより好ましくは、先端シール５０２及び先端シールピストン５０４は、二個取り射出成形プロセスにより同一の成形ツールで射出成形される。

板ばね５０６は、取り付け端部５４６から自由支持端部５４８まで延びる弾力ステンレス鋼板からなる。取り付け端部５４６では、ばねはハウジング蓋１２２の直立ペグ２７４上に嵌合する取り付け孔５５０を規定する。ばね５０６の下面は壁２７６、２７８、２８０の上に載っており、これらにより下面がハウジング蓋１２２の上面とは離間している。横断壁２７６のみが図１３に見ることができる。

一対のアーム５５４（一つのみが見える）はばね５０６の取り付け端部５４６から横方向に延び、ハウジング蓋１２２を取り巻いて、本体１２０両側のフランジ切り抜き部２６２を通過し、蓋１２２の露出した裏面を締める。これにより、ばね５０６がしっかりとハウジング蓋１２２に固定されて、動作の一貫性を保証することが保証される。

ばね５０６の自由端部５４８は取り付けセクションから先端シールピストン５０４上部の点まで延びる。ばね５０６の端部は取り付け端部５４６から内向きにテーパして、先端シールピストン５０４のドーム形頭部に当接する細長先端５５６を規定する。

示される静止状態では、板ばね５０６はピストン５０４のドーム形頭部５４２にポジティブ係合して、これを穴１２８の垂直軸１３２に沿って下方へ押す。ばね５０６の裏面５５２により先端シールに印加される力が垂直穴軸１３２にぴったりと位置合わせされ、穴１２８内における先端シールピストン５０４及び先端シール５０２の揺動を最小限にすることを保証するように、ドーム形頭部５４２及び板ばねの自由端部の長さは選択される。

ピストン５０４の下端は先端シール５０２の閉鎖基部を、貫通穴の基部における密閉面２２２に対して駆動し、出口オリフィス２２０を密閉する。また、板ばね５０６により先端シールピストン５０４を介して先端シール５０２に印加されるばね力は、先端シール５０２が、先端シール５０２が出口オリフィス２２０を密閉する公称点を超えて圧迫されるのを保証するのに十分である。

本実施形態では、ばね５０６は約７．５Ｎの荷重を先端シールピストン５０４の自由端部５４２に加え、先端シール５０２をハウジング密閉面２２２に対して付勢する。これによりピストンシールの外部密閉面５３２と、貫通穴１２８内の密閉面２２２との締付力約５Ｎが生じる。これは、約３．７５ｍｍ^２の面積を有するこれら二つの間に形成される密閉境界面を密閉するのに必要とされる３Ｎを超過している。

可変容量チャンバ
組立てたとき、装置１００は、ディスペンサ１００の動作の鍵となる複数の可変容量チャンバを規定する。図１４を参照すると、図３の装置を通る断面図が示される。

第１の真空チャンバ
結合真空チャンバ９００は装置ハウジング１１６、リザーバアセンブリ３００と中間アセンブリ７００の間に規定される。

より詳細には、図１１も参照すると、チャンバ９００は主要真空穴１６２の内部表面１５２、リザーバ真空シール３０６、リザーババルクヘッド３１４とリザーバステム３２４の間に、中間真空シール７０２、特にリップシール７３４、第２のディスク面７２６及び第１のＯ−リング７０４により規定される。

真空チャンバ９００は装置１００が静止時の収縮状態で示される。この静止状態では、中間真空シール７０２の密閉ディスク７２０はリザーバアセンブリ３００のバルクヘッド３１４にぴったり適合するように構成されているのが見てとれる。これにより収縮状態での結合真空チャンバ９００の容量を最小限にし、チャンバが保持する周囲空気の容量を最小限にする。後述のようにこれにより動作時にチャンバ９００の有効性が改善する。

真空チャンバ９００は、駆動ピストン３０２及び中間アセンブリ７００の移動によって、この静止位置から摺動して移動可能である。チャンバ９００の一体性は、リザーバ真空シール３０６と主要真空穴１６２との間に設けられる第１の密閉境界面３５２、及び中間シール７０２と主要真空穴１６２との間に設けられる第２の密閉境界面７４０により維持される。

第２の真空チャンバ
作動真空チャンバ９０２は装置ハウジング１１６と中間アセンブリ７００との間に規定される。

より詳細には、図１１も参照すると、チャンバ９０２は主要真空穴１６２の内部表面１５２、末端側壁１５６の内部表面、副真空穴壁１４６の内部表面、中間真空シール７０２、特にリップシール７３４、第１のディスク面７２４、真空シール外側表面７４２と第２のＯ−リング７０６により規定される。

作動真空チャンバ９０２は装置１００が静止時の収縮状態で示される。この静止状態では、中間真空シール７０２の密閉ディスク７２０及び外側表面７４２は末端側穴端部１５８、及び副真空穴１４６の内部表面にぴったりと合致するように構成される。これによりチャンバが保持する周囲空気の容量を最小限にし、後述のように動作時のチャンバ９００の有効性を改善する。

チャンバ９０２は示される収縮状態から、作動真空シールを駆動穴１４４の開口端部の方へ摺動させることによって拡張可能である。

作動真空チャンバの一体性は、リップシール７３４と主要真空穴１６２の内部表面１５２の間に形成される第２の密閉境界面、及び第２のＯ−リングと副真空穴１４６の内部表面の間に提供される第３の密閉境界面７５０により維持される。

図１１を参照すると、ピストンバルクヘッド３１４及び密閉ディスクの第２の面７２６の面積は、密閉ディスクの第１の面７２４及び中間シール外側表面７４２の外側の第１の穴の端部壁１５６の面積よりも大きいため、結合真空チャンバ９００は作動真空チャンバ９０２よりも大きな移動面積を有する。

結合真空チャンバ９００のより大きな移動面積により、装置軸１０４に沿った所定の拡張については、第１のチャンバ９００の容量の増加分は作動真空チャンバ９０２の容量の増加分よりも大きいことが保証される。これにより、マスターピストン７０８をハウジング１１６から引き離すときに、作動真空チャンバ９０２は結合真空チャンバ９００よりも拡張する。そのため、図１６Ａから図１８Ｂに示す装置サイクルの作動ステップの間、結合真空チャンバ９００は中間アセンブリ７００を駆動ピストンに固定する。

作動ポンプ
可変容量チャンバ９０４からなる作動ポンプ９０４は、図１４から明らかなようにハウジング１１６と中間アセンブリ７００との間に規定される。

より詳細には、図１１及び図１２も参照すると、作動ポンプ９０４は作動穴１４８の内部表面によって、投薬穴１５０の内部表面によって、また作動ポンプシール７１０と投薬ポンプシール７１２との間のマスターピストン７０８の外面、並びにシール７１０、７１２それら自体によって規定される。

図１４は、収縮状態の静止位置における作動ポンプ９０４を示す。チャンバ９０４はこの収縮状態から、中間アセンブリ７００を駆動穴の開口端部の方へ摺動させることによって拡張可能である。

投薬ポンプ
可変容量チャンバ９０６からなる投薬ポンプ９０６はハウジング１１６と、中間アセンブリ７００と、先端シール５０２を含むノズルアセンブリ５００との間に規定される。投薬ポンプ９０６は後述するように、定量の液体薬物を送達するように構成される。

より詳細には、図１３も参照すると、投薬ポンプ９０６は投薬ポンプシール７１２、投薬穴１５０の内部表面、貫通穴１２８の内部表面２１６、密閉面２２２、先端シール５０２の円筒形基部５３０及びリップシール５１６の間に規定される。特に、先端シール５０２は貫通穴１２８と協働して、密閉面２２２とリップシール５１６間の環状投薬ポンプ９０８を規定し、これは段付き穴１２４の投薬穴１５０と流れ連通することが見てとれる。

図１４は、収縮状態の静止位置における投薬ポンプ９０６を示す。チャンバ９０４はこの収縮状態から、中間アセンブリ７００を駆動穴の開口端部の方へ摺動させることによって拡張可能である。

先端シール作動チャンバ
先端シール作動チャンバ９１０はハウジング１１６とノズルアセンブリ５００との間に規定される。

より詳細には、図１３も参照すると、チャンバ９１０は、リップシール５１６と作動隔板５１０の下面との間にて、リップシール５１６と隔板５１０の間の貫通穴１２８の壁によって、貫通穴１２８の浅い円錐形基部２３２によって、さらに凹部２４４によって規定される。

装置の動作
図１５〜図２１は装置動作サイクルを概略的に示す。

図１５Ａから図１５Ｃを参照して、ここでは静止時の装置１００を説明する。図１５Ａは、第２のリザーバ１９９及び第１のリザーバ１９７の一部を示す、静止時の装置１００の第１の断面を示し、図１５Ｂは、第１のリザーバ１９７及びプレナムチャンバ２１１を示す、静止時の装置１００の第２の断面を示す。図１５Ｃは静止時の装置１００のフローチャートを示す。

静止状態では、駆動ピストン３０２は中間アセンブリ７００に当接し、中間アセンブリ７００は駆動穴の末端側壁１５６に当接する。結果として、結合真空チャンバ９００及び作動真空チャンバ９０２は両方とも収縮状態にあり、最小容量を有する。両方のチャンバ９００、９０２は周囲気圧にて空気で満たされている。

第１のリザーバ１９７は移送導管１９６、移送ポート８０４、（図示されていない８０６も）、リザーバ内腔３３０及びマスターピストン穴８５６を介してバルクリザーバ３３６と恒久的に流体連通する。とりわけ、作動穴に設けられたバイパス溝１９８により、第１のリザーバ１９７が動作サイクルを通して、作動ポンプシール７１０の位置に関係なくバルクリザーバ３３６と流れ連通することが保証される。特に、シール７１０が移送導管１９６のバルクリザーバ３３６側にあるときは、溝１９８はシール７１０を迂回するが、そうしなければ第１のリザーバ１９７をバルクリザーバ３３６から隔離してしまう。

静止時は作動ポンプシール７１０が作動穴の末端側端部１８８に隣接しているため、作動ポンプ９０４は収縮状態にある。チャンバ７１０は液体薬物９１２で満たされている。

作動ポンプ９０４は、チャンバ９０４と第１のリザーバ１９７の間の制御導管２０８を介して第１のリザーバ１９７と流れ連通する。チャンバはさらに、静止状態では作動ポンプシール７１０によって密閉されない作動導管２０２を介して第２のリザーバ１９９と流体連通する。

先端シール作動チャンバ９１０は水平導管２４６を介して第２のリザーバ１９９と流れ連通し、装置１００の動作サイクル中、このまま維持する。静止時は、先端シール作動チャンバ９１０は周囲気圧にて薬物９１２で満たされる。

したがって、静止時にバルクリザーバ３３６は第１のリザーバ１９７と、さらに作動ポンプ９０４、第２のリザーバ１９９及び先端シール作動チャンバ９１０と流れ連通する。これにより、これら領域中の液体薬物９１２の圧力を、リザーバ栓３０４の移動により、装置１００外部の周囲気圧と実質的に等しくできることを保証する。これにより、装置１００内の圧力は実質的に大気圧を超えず、これにより投薬時の漏れ、すなわち「噴射」をもたらし得ることが保証される。同様に、装置１００内の圧力は実質的に大気圧未満にならないことを保証し、これにより装置１００内へ外部の汚染物質を引き入れる可能性がある。

静止状態では、投薬ポンプ９０６及びプレナムチャンバ２１１はともに、図１５Ｃに概略的に示す閉鎖計量システム９１４としての装置１００の残りからは隔離される。投薬ポンプシール７１２は円筒形サブセクション２０４の末端側端部にあり、チャンバ９０６を収縮状態に置く。シール７１２は制御導管２０８を閉鎖し、それによってチャンバ９０６及びプレナムを第１のリザーバ１９７から隔離する。チャンバ９０６はさらに、先端シール５０２によって外部環境からも隔離され、先端シール５０２は板ばね５０６により出口オリフィス２２０に対して閉鎖される。

静止時には、チャンバ９０６は、先端シールリップシール５１６の作用によってわずかに加圧されて外部周囲気圧を超える薬物９１２で満たされ、先端シールリップシール５１６は板ばね５０６の力でチャンバ内に押し込まれる。

プレナム２１１はプレナム導管２１０を介して投薬ポンプ９０６と恒久的に流れ連通する。プレナムは意図的に空気で満たされており、この空気は、プレナム導管２１０を介して投薬ポンプ９０６内の薬物９１２と同じ圧力にバランスされる。薬物が空気との接触、例えば酸化により変質しやすい場合、プレナム２１１は代わりに窒素等の不活性ガスで満たされ得ることが理解されよう。

圧力差が十分に大きい、すなわち、投薬ポンプ９０６内の圧力が先端シール作動チャンバ９１０内の圧力を十分に超えている場合に、先端シール周りに設けられる半径方向のリップシール５１６は変形でき、液体９１２が投薬ポンプ９０６から先端シール作動チャンバ９１０へと移動させられる。前述の通り、先端シール作動チャンバ９１０は静止時にバルクリザーバ３３６と流れ連通するため、このような漏れに対応でき、したがってこれは必要に応じて投薬ポンプ９０６の圧力を下げるのに役立つ。そのため、投薬ポンプ９０６が送達するのと同じ液体薬物９１２を作動ポンプ９０４に使用することにより、リップシール５１６を通過するいくらかの漏れを許容し、投薬チャンバ９０６における圧力スパイクに対応することができる。さらに、別個の作動液体を使用した場合の、作動ポンプ９０４用の別の作動液体による液体薬物の汚染の可能性を、両方のポンプ９０４、９０６に共通の液体を使用することによりなくす。

ベローズ内の密閉した気体リザーバ３７２は周囲気圧にて空気を含む。

使用者操作−アクチュエータ
図３を参照すると、駆動ピストン３０２、中間真空シール７０２及びハウジング１１６は装置１００を操作するためのアクチュエータを提供する。

より詳細には、装置１００を操作するために、使用者は、駆動穴１４４の端部壁１５６付近から外に突出する、一対の対向するハウジングラグ９１８（図２に一つのみ示す）から離れるように駆動ピストン３０２の開口端部付近から外に突出する、一対の対向するリザーバ作動ラグ９１６（図２に示される）を引っ張る。

このようにして、使用者は、駆動ピストン３０２をハウジング１１６から、図１８Ａ及び図１８Ｂに示すような作動位置まで引くことによって液体薬物を送達するための装置１００を作動させる。

図１８ａ、図１８ｂに示す位置では、駆動ピストン／リザーバ真空シール３０６は軸方向入口溝１７０に隣接するが、覆い被さらないように位置する。動作のこのステージまでは、駆動ピストン３０２の移動によって中間真空シール７０２の移動、したがって、付属する作動ポンプ９０４及び投薬ポンプ９０６の動作を引き起こす。駆動ピストン３０２は、密閉されて拡張を阻止する結合真空チャンバ９００の動作により中間真空シール７０２に結合する。

したがって、駆動ピストン３０２の引き離しにより、さらに中間真空シール７０２もハウジングから引き離され、これにより作動真空チャンバ９０２を拡張し、事実上、作動エネルギーを保存する（だが、エネルギーは実際には、駆動ピストン３０２の引き離しによって入れ替わった空気により真空チャンバ９０２の外に保存される）。

図１９ａ及び図１９ｂに示すように駆動ピストン３０２がハウジング内の溝１７０を超えて引っ張られると、結合真空チャンバ９００は密閉されず、中間真空シール７０２が駆動ピストン３０２から外れる。そのため、動作サイクルのこのステージからは中間真空シール７０２は駆動ピストン３０２から独立して、すなわち使用者のディスペンサ１００への入力から独立して移動する。

また、中間アセンブリ７００の移動はここでは結合真空チャンバ９００に入る大気の圧力により駆動される。作動真空チャンバ９０２により維持される低い圧力により、中間アセンブリ７００の密閉ディスク７２０中の差圧が生じ、これにより中間アセンブリ７００を装置内に戻すように駆動する。これにより、以下でより詳細に述べられるような装置の送達段階の動力を供給する。

ディスペンサの動作サイクル
第１のステージ−プライミング段階１
ここで図１６Ａから図１６Ｃを参照すると、図１５Ａから図１５Ｃと同じ図が示されるが、装置１００は動作の第１のステージのものである。動作のこの第１のステージでは、リザーバラグ９１６（図２）をハウジングラグ（９１８、図２）から離すように引っ張ることによって、駆動ピストン３０２をハウジング１１６から引き離す。駆動ピストン３０２の引き離しによって、アセンブリ７００を駆動ピストンに結合する結合真空チャンバの作用により、中間アセンブリ７００は駆動穴の末端側壁１５６から離れるように引っ張られる。

結果として、作動真空チャンバ９０２は拡張し、これによりチャンバ９０２内の空気の圧力が大気圧未満になる。作動真空チャンバ９０２を拡張するのに必要な仕事量（ｗｏｒｋ）は事実上チャンバ９０２内の準周囲気圧により保存される。

中間アセンブリ７００の移動によりマスターピストン７０８及び作動ポンプシール７１０を作動穴の末端側端部１８８から離すように引っ張って作動ポンプ９０４を拡張する。

投薬ポンプシール７１０は作動ポンプ９０４を制御導管２０８から分離し、実質的に作動ポンプを第１のリザーバ１９７、したがってバルクリザーバ３３６から隔離する。これは第２のリザーバ１９９及び先端シール作動チャンバ９１０をバルクリザーバ３３６から実質的に隔離するというさらなる効果を有する。

その結果、作動ポンプ９０４の拡張により作動ポンプ９０４、第２のリザーバ１９９及び先端シール作動チャンバ９１０の局所的な圧力低下が生じる。

作動ポンプシール７１０は第１のリザーバ１９７からの小さな一方向流路を提供し、これにより作動ポンプ９０４の拡張によりもたらされる差圧下でいくらかの漏れを許容する（第１のリザーバ１９７は恒久的にバルクリザーバ３３６と流れ連通するため周囲気圧のままである）。これは図１６Ｃの点線矢印９２０にて示す。

薬物９１２のシール７１０を通る流れ９２０により作動ポンプ９０４内の圧力低下を低減することによって、液圧式ロックを回避し、駆動ピストン３０２を引き離すために必要とされる作動力を低減させる。

中間アセンブリ７００の移動により、さらに投薬ポンプシール７１２を円筒形サブセクション２０４の末端側端部から離れるように移動させ、投薬ポンプ９０６を拡張させる。投薬ポンプ９０６は動作の第１のステージにおいて、液体薬物のいかなる供給源からも隔離されるため、ポンプを満たすのに十分な液体がないことから容量の増加によりポンプ９０６内の圧力低下を引き起こす。

プレナムチャンバ２１１内の空気は膨張して、増加した容量を占める。これによりプレナム及び投薬ポンプ９０６の圧力は大気圧未満に下がるが、真空ロックが生じることは防ぎ、そうしなければ装置１００の作動を妨げることがある。先端シール５０２はさらに、投薬ポンプ９０６の拡張により生じる希薄状態を低減させるために投薬ポンプ９０６内へと撓むことができる。

先端シール作動チャンバ９１０は周囲気圧にてなお薬物９１２で満たされたままである。

第２のステージ−プライミング段階２
図１７Ａから図１７Ｃを参照すると、投薬プライミングステージとしても知られている動作の第２のステージでは、投薬ポンプシール７１２が制御導管２０８を露出させ、制御導管２０８を介して第１のリザーバ１９７と流体連通するように投薬ポンプ９０６を配置すべく移動するように、駆動ピストン３０２はハウジング１１６からさらに引き離される。

図１７Ｃにて矢印９２２で示すように、第１のリザーバ１９７はバルクリザーバ３３６と恒久的に流れ連通するため、液体薬物は第１のリザーバ１９７から投薬ポンプ９０６内へと流れる。これにより投薬ポンプ９０６を周囲気圧にて液体薬物９１２で満たす。したがって、プレナムチャンバ２１１内の空気はまた大気圧に戻る。

チャンバ９０２内の圧力が周囲気圧よりもずっと低くなるように、ピストン３０２は中間アセンブリ７００をさらに駆動穴の末端側壁１５６から離れるように引っ張って、さらに作動真空チャンバ９０２を拡張させる。

作動ポンプ９０４、第２のリザーバ１９９及び先端シール作動チャンバ９１０は周囲気圧未満にて液体薬物９１２で部分的に満たされる。

第３のステージ−プライミング段階３
図１８Ａから図１８Ｃを参照すると、作動プライミングステージとしても知られている動作の第３のステージでは、駆動ピストン３０２は、真空シール３０６が入口溝１７０の隣に位置するが、当接しないように、すなわち、拘束環状部１６４（図４に示される）にあるように、ハウジング１１６からさらに引き離される。

チャンバ９０２内の圧力が周囲気圧よりもずっと低くなるように、ピストン３０２は中間アセンブリ７００をさらに駆動穴の末端側壁１５６から離れるように引っ張って、さらに作動真空チャンバ９０２を拡張させる。

中間アセンブリ７００の移動により、作動ポンプシール７１０は移送導管１９６を露出させ、第１のリザーバ１９７と流れ連通するように作動ポンプ９０４を配置し、その結果、矢印９２４で示すように、液体薬物９１２は第１のリザーバ１９７から作動ポンプ９０４に流れる。第１のリザーバ１９７はバルクリザーバ３３６と恒久的に流れ連通するため、作動ポンプは周囲気圧にて液体薬物９１２で満たされている。

要約すれば、図１８Ａから図１８Ｃに示す動作の第３の段階では、作動ポンプ９０４及び投薬ポンプ９０６はそれらが最大容量であり、両方とも周囲気圧にて液体薬物９１２で満たされている。プレナム２１１は標準圧力にて空気で満たされているが、先端シール作動チャンバ９１０は周囲気圧にて液体薬物９１２で満たされている。

プライミングする、すなわち、拡張された投薬ポンプ９０６を充填してから拡張された作動ポンプ９０４をプライミングをすることにより、投薬ポンプ９０６内に加圧液体９１２が存在してない状態で先端シール５０２が開放され得るという可能な誤用シナリオが回避される。投薬ポンプ９０６が開口する前に充填されていること、さらに先端シールが開く前に投薬ポンプがわずかに加圧されていることを保証することにより、装置１００は、空気が出口オリフィス２２０の開口時に投薬ポンプ９０４に入ることができないことが保証される。

第４のステージ−作動
図１９Ａから図１９Ｃを参照すると、作動ステージとしても知られている動作の第４のステージでは、駆動ピストン３０２はハウジング１１６からさらにわずかに引き離され、真空シール３０６は入口溝１７０の上を覆う。これがピストン３０２がハウジング１１６から引き離される最大距離である。

入口溝１７０は、結合真空シール３０６とハウジング１１６との間の密閉境界面３５２に割り込むため、気体リザーバ３７２は結合真空チャンバ９００と流れ連通する配置となる。これにより空気はリザーバ３７２から溝１７０へ、シール３０６を通過してチャンバ９００内に流れることができる。チャンバ９００内への空気流によって結合真空チャンバ９００内の圧力が上昇し、中間アセンブリ７００と駆動ピストン３０２との間のロックを解除する。

結合真空チャンバ９００内の圧力上昇により、結合真空９００を作動真空９０２から分離させる密閉ディスク７２０での圧力不均衡が生じる。これにより中間アセンブリ７００は駆動ピストン穴の末端側端部１５８に向かって駆動される。空気のチャンバ９００内への流速により、中間アセンブリが、図１５Ａ及び図１５Ｂに示すその静止位置に戻る速度を制御する。

結果として、装置１００の中間アセンブリ７００はここで、作動サイクルの最終ステージのために駆動ピストン３０２に加える任意のさらなる使用者の努力とは独立して動力を供給される。したがって、拘束環状部１６４の位置により全作動エネルギーが既定され、この既定エネルギーに到達し保存されてから、これを放出し、中間アセンブリを静止状態に戻すように駆動することを保証する。

結合真空チャンバ９００への空気流速は溝１７０により低下し、これにより、コイルばね等のその他のエネルギー保存システムと比較した場合に、投薬のための中間アセンブリ７００及びノズルアセンブリ５００へのエネルギー放出速度が良好に制御される。溝１７０のサイズ及び数は、中間アセンブリ７００をその静止位置に駆動するために放出されるエネルギー量を規定するように選択され得る。

このシステム内へのエネルギーの良好な制御は、良好な液滴形成のために重要であることが見出された。

第５のステージ−プライミング段階４
動作の第４のブリード（ｂｌｅｅｄ）ステージにおける、図２０Ａから図２０Ｃを参照すると、作動ポンプシール７１０が作動穴１４８と第１のリザーバ１９７との間の移送導管１９６を覆うようにその静止位置へと移動する。

シール７１０が戻る方向にて移送導管１９６を通過すると、リップシール７１０の一方向性質により、流体が作動ポンプ９０４から逃げられないことを保証する。したがって、図２０Ｃに概略的に示される連続的な閉鎖作動容量９２６は、作動ポンプ９０４、第２の貫通孔２０２、第２のリザーバ１９９、水平導管２４６及び先端シール作動チャンバ９１０により規定される。

結果として、静止位置への中間アセンブリ７００のさらなる移動により、作動ポンプ９０４の容量を減少させ、これにより閉鎖容量９２６内の薬物９１２を加圧する。先端シール作動チャンバ９１０の結果として生じる加圧により、先端シール隔板５１０の裏面に液圧による揚力が加えられる。

中間アセンブリ７００の移動はさらに、投薬ポンプシール７１２を円筒形サブセクション２０４の末端側端部へと移動させる。投薬穴１５０と第１のリザーバ１９７との間の制御導管２０８は露出されたままであり、これにより投薬ポンプ９０６内の薬物９１２はリザーバ３３６へと流れて戻ることができる。より詳細には、図２０Ｃにて矢印９２８で概略的に示されるように、液体９１２はポンプ９０６から制御導管２０８を介して第１のリザーバ１９７に流れる。

第６のステージ−第１の送達段階
装置出口オリフィス２２０から薬物９１２の放出を開始する、動作の第６のステージである、図２１Ａから図２１Ｃを参照すると、中間アセンブリ７００はさらに静止状態へと移動し、さらに連続的閉鎖容量９２６を加圧する。結果として、先端シール作動チャンバ９１０に生じる加圧により、先端シール隔板５１０の裏面に液圧による揚力が液圧開口力まで増加し、これは、板ばね５０６により、先端シールピストン５０４を介して先端シール５０２に印加されるばね力を超える。

これによって、先端シール５０２、特に先端シールキャップ５１４が圧力解除され、その後上昇し、出口オリフィス２２０が開く。

先端シールキャップの圧力解除中、すなわち、オリフィス２２０が依然として密閉されている間、マスターピストン７０８の移動はさらに、投薬ポンプシール７１２を制御導管２０８を通って円筒形サブセクション２０４の末端側端部へと移動させる。これにより、投薬ポンプ９０６を密閉し、マスターピストン７０８の静止位置の方へのさらなる移動により最小圧力下で密閉されていない出口オリフィス２２０から出す。

より詳細には、先端シールキャップ５１４が投薬ポンプ９０６において正圧があるときだけ、密閉面２２２から退け始めるように、板ばね５０６によって先端シールの圧縮度が選択される。

さらに、リップシール５１６がオリフィス２２０から離れて上方に移動するにつれ、シール５１６の下の環状チャンバ９０８の容量は増加する。この容量の増加により、投薬ポンプシール７１２のオリフィス２２０の方への移動によって起こる投薬ポンプ９０６の容量減少を部分的に補う一方、投薬ポンプ９０６内の液体の加圧を可能にする。換言すれば、先端シールの開口により、投薬ポンプ９０６が収縮する有効速度を低下させる。これにより、薬物が遅い速度で出口オリフィス２２０へと供給されることを保証するため、定量の液体９１２が、後述される送達の第２の段階まで実質的にポンプ９０６内に維持される。これによりオリフィス２２０からの漏れを最小限にする。

作動ポンプ９０４の移動領域と先端シール作動チャンバ９１０の移動領域との比により、板ばね５０６により印加されるばね力に打ち勝つために、マスターピストン７０８の比較的大きな移動を、より短いがさらに強力な先端シール隔板の移動に変換することができる。

動作の第６の投薬ステージ中に、プレナムチャンバ２１１は投薬ポンプ９０６内の流体圧力のいかなるスパイクをも吸収し、出口オリフィス２２０における噴射を防ぐ。理論に束縛されるものではないが、プレナム２１１は気体ばねとして作用し、これにより動作の投薬ステージ中のエネルギーのスパイクを吸収すると考えられている

第７のステージ−第２の送達段階
装置出口オリフィス２２０から薬物９１２の放出を終了する、動作の第７のステージにおける、図２２Ａから図２２Ｃを参照すると、作動ポンプシール７１２が作動穴１５０と第１のリザーバ１９７との間の移送導管２０８を超えて通過するように、中間アセンブリ７００はさらにその静止状態の方へと移動する。それによって、投薬ポンプ９０６を第１のリザーバ１９７から隔離し、作動ポンプ９０４を第１のリザーバ１９７と流体連通させることで大気圧になるまで作動ポンプ９０４を通液させる。

これにより、動作のステージ５及び６中に形成された連続的閉鎖作動容量９２６を開放し、通液させる。より詳細には、図２２Ｃを参照すると、第２のリザーバ１９９内の加圧液体はここで作動導管２０２を介して作動ポンプ９０４へ、マスターピストン７０８の肩部（図１２に示す）を介して、制御導管２０８を通り第１のリザーバ１９７内へと流入し得る。この除去（ｒｅｌｉｅｆ）流れは９３０により概略的に示される。

連続的閉鎖作動容量９２６の通液により、先端シール隔板５１０の上方への力を取り除く。これによって板ばね５０６は先端シール５０２を強制的に密閉面２２２と密閉係合させ、出口オリフィスを密閉する。

先端シール５０２の出口オリフィス２２０への動作によりここで環状チャンバ９０８の容量が減少し、これは投薬ポンプシール７１２の連続動作と組み合わされて、上述した第１の送達段階と比較して、投薬ポンプ９０６が収縮する速度が大きくなる。これにより、薬物９１２が出口オリフィスへと送達される速度が大きくなり、したがって、定量の薬物を投薬ポンプ９０６から出し、薬物の液滴９３０をオリフィス２２０から分配する。

マスターピストン７０８は、先端シール５０２が出口オリフィス２２０を閉鎖した後も投薬ポンプシール７１２が移動し続けるように構成される。これにより、オリフィスが密閉されて閉じるまで液体がオリフィスから出て、汚染物質の進入を防止することが保証される。投薬ポンプ９０６の内容物が、プレナムチャンバ２１１内の空気と一緒にわずかにだけ加圧されるように、残りの移動は最小限にされる。

分配される液滴９３０の定量の容量は、投薬ポンプシール７１２が投薬ポンプ９０６を第１のリザーバ１９７から密閉する（第１の送達段階の開始）時点から同一のシール７１２が、制御導管２０８を露出させることにより作動回路９２６を通液させる（第２の送達段階の開始）時点までの間に投薬ポンプシール７１２により変化した容量によって規定される。

そのため、定量は投薬ポンプシール７１２の幾何形状、孔の幾何形状、及び投薬穴１５０の幾何形状によってのみ制御される。これによって製造上の定量の良好な制御が可能となる。

薬物の液滴を送達するために、好ましくは０．０３２５２ｍＪ／ｓ〜０．１２０ｍＪ／ｓの低い液圧エネルギーにより定量を送達することが望ましい。この目的を達成するために、投薬時、すなわち、出口オリフィス２２０の開口中に、投薬ポンプ９０６は０．００２ｂａｒから０．０９５ｂａｒの間まで加圧されるのが好ましい。先端シール５０２と密閉面２２２との間に印加される密閉力を信頼性が高く一貫した方法にて超えることを保証するために、作動回路が投薬時に約１．７７ｂａｒの作動圧力を提供することが好ましい。

第８のステージ−パージ段階
分配サイクルの最終ステージでは、中間アセンブリ７００は、上述の図１から図１５Ｃを参照して規定される静止状態に戻る。駆動ピストン３０２はその後、使用者によって、又は使用者が操作する何らかのアクチュエータによってホームに戻され、これによりリザーバ作動ラグ９１６をハウジング作動ラグに向けて押す。

駆動ピストン３０２がホームへと押されるとき、一方向真空シール３０６は、空気を結合真空チャンバ９００から密閉された気体リザーバ３７２内へと戻るように排出できる。これによって、チャンバ９００は、図１５Ａ及び図１５Ｂに示す静止状態にあるときは周囲気圧にて最小容量の空気を含むことが保証される。

外部環境から結合真空チャンバ９００の内外を行き来する空気を隔離するための気体リザーバ３７２の使用は、汚染物質が結合真空チャンバに入ること、及びさらには装置１００内の薬物９１２内への潜在的な進入を防止するのに役立つ。

また、駆動ピストン３０２が中間アセンブリ密閉ディスク７２０に対して押されるとき、ディスク７２０はポジティブにリザーバ穴の末端側端部１５８に対して位置する。一方向リップシール７３４により、作動真空チャンバ９０２に入ったいかなる空気をも、ホームにあるときにはこのシールを通して排出させることができる。これにより再び、作動真空チャンバが装置１００の静止位置にあるときは周囲気圧にて最小容量の空気を含むことが保証される。

上記の装置は４０μｌの液滴を排出するように設計された。しかし、改変をもってデバイスは試験時に４．５３μｌと少ない用量の水を計量することができた。かかる小さな用量については、投薬ポンプシール７１２を提供するために使用されるリップシールをＯ−リングシールで置き換えることが有利であると分かった。

水で３０回作動させたデータが、リップシールの代わりにこのようなＯ−リングシールを有して構成された装置について収集された。平均滴重量は５．６３μｌであり、最小滴重量は４．５３μｌであった。

最大滴重量は７．１９μｌであった。３０回の作動の範囲は、平均の±３０％であった。

３０回の作動のうち２８回は、垂滴が形成され出口ノズルに残った。このデータは、ＰＦＭＤポンプ技術が確実に１０μｌの滴を計量できるであろうことを示す。

Claims (19)

1. 定量の液体薬物を単一の液滴の形態で送達するためのディスペンサであって、
   出口オリフィスを規定するハウジングと、
   前記ハウジングに対して付勢されて前記出口オリフィスを密閉する先端シールと、
   液体を出口ノズルに注入する投薬ポンプと、を含み、
   前記ディスペンサが、前記先端シールに液圧開口力を提供して、前記出口オリフィスを開口させるように構成される作動ポンプをさらに含み、
   前記作動ポンプは前記投薬ポンプより高い液圧で動作するように構成される、ディスペンサ。
2. 前記ディスペンサの動作により前記投薬ポンプをプライミングしてから、前記作動ポンプをプライミングするように構成される、請求項１に記載のディスペンサ。
3. 前記投薬ポンプ及び作動ポンプは、少なくとも一つの共通の部品であるピストンにより規定される、請求項１または２に記載のディスペンサ。
4. 前記ピストンは、段付きピストンである、請求項３に記載のディスペンサ。
5. 使用時において、前記液滴の送達は、前記投薬ポンプが第１の速度で収縮する第１の段階と、前記投薬ポンプが第２の、より大きい速度で収縮する第２の段階を含むように構成される、請求項１〜４のいずれか一項に記載のディスペンサ。
6. 前記先端シールの動作によって開口の前記第１及び第２の段階の間の前記投薬ポンプの収縮時に異なる有効速度が生じるように、前記投薬ポンプは部分的に前記先端シールにより規定される、請求項５に記載のディスペンサ。
7. 前記作動ポンプ及び投薬ポンプは共通の液体を用いる、請求項１〜６のいずれか一項に記載のディスペンサ。
8. 前記作動ポンプは部分的に第１のシールと第２のシールの間に規定され、前記作動ポンプは、少なくとも一つのシールの動作により前記作動ポンプ内への液体流れを制御し、かつ／又は少なくとも一つのシールの動作により前記作動ポンプから出る液体流れを制御するように構成される、請求項１〜７のいずれか一項に記載のディスペンサ。
9. 前記作動ポンプは、前記第１のシールの動作が前記作動ポンプ内への前記液体流れを制御し、前記第２のシールが前記作動ポンプから出る液体流れを制御するように構成される、請求項８に記載のディスペンサ。
10. 前記投薬ポンプは部分的に第１のシールと第２のシールとの間に規定され、少なくとも一つのシールは前記投薬ポンプ内への、及び前記投薬ポンプから出る液体流れを制御する、請求項１〜９のいずれか一項に記載のディスペンサ。
11. 前記第１のシールは、前記投薬ポンプ内への、及び前記投薬ポンプから出る液体流れを制御し、前記第２のシールは前記投薬ポンプから出る液体流れを制御する、請求項１０に記載のディスペンサ。
12. 前記第２のシールは前記先端シールを含む、請求項１１に記載のディスペンサ。
13. 前記作動ポンプ及び投薬ポンプは共通のシールを共用する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のディスペンサ。
14. 前記共通のシールは、前記ハウジングと連動して前記液滴の体積を制御する、請求項１３に記載のディスペンサ。
15. 前記投薬ポンプと流れ連通する気体で満たされたプレナムをさらに含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のディスペンサ。
16. 可動カップリング及び第１の真空チャンバを含むアクチュエータをさらに含み、前記可動カップリングは、第１の方向に前記カップリングを移動させ、前記第１の真空チャンバを拡張するように動作可能なドライバを備え、前記ドライバの前記第１の方向における移動により、前記第１の真空チャンバを収縮状態から拡張させ、前記ドライバの解放により、前記第１の真空チャンバを収縮状態に戻すことができ、前記カップリングを前記ドライバとは独立して第２の方向に移動させる、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のディスペンサ。
17. 前記第１の真空チャンバは前記ハウジングにより、また前記カップリングにより規定される、請求項１６に記載のディスペンサ。
18. 前記ドライバは第２の真空チャンバにより、解放自在に前記カップリングと結合する、請求項１６に記載のディスペンサ。
19. 前記第２の真空チャンバは真空解放部を備え、前記真空解放部は、前記第１の真空チャンバが既定のサイズに拡張されたときに前記第２の真空チャンバを通気することで、前記ドライバを前記第１の真空チャンバから解放するように動作する請求項１８に記載のディスペンサ。

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