JP3097951B2 - 連続動作ストッパー - Google Patents
連続動作ストッパーInfo
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- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
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Description
更に詳細には、皮下注射器内に保持された薬品を完全に
注射できるようにする、連続動作ストッパー(sequenti
al stopper)における改善に関する。
器は、流体を受け入れるためのチャンバを間に形成する
先端及び基端の両端を持つ細長いバレルを含む。一つの
通路が注射器バレルの先端を通って延びており、チャン
バと連通している。注射器バレルの先端は、流体をチャ
ンバ及び通路から送出するための針カニューレ又は先が
尖っていないカニューレ等の穿刺要素に連結されてい
る。注射器バレルの基端は、プランジャーロッドとスト
ッパーとのアッセンブリを受け入れる。プランジャーロ
ッドに加えた力によってストッパーをバレルに沿って押
圧し、液体をチャンバから針カニューレを通して送出す
る。
の別個の物質を皮下注射器から送出するのが望ましい。
これらの別個の物質は、通常は、患者に送出することが
所望されるときまで、互いに別々に保持されなければな
らない。従って、細長いバレルの基端と先端との間に形
成されたチャンバを別個の数のチャンバに分割すること
が必要である。各チャンバは、患者に送出することを意
図した物質を保持できる。
に分割するための方法は、バレル内で多数のストッパー
を使用することである。隣接したストッパー間に配置さ
れた注射器バレルの各部分は、チャンバ内に保持された
物質を隣接したチャンバ内に保持された別の物質から離
すことができる別個のチャンバを形成する。このような
注射器の一例が、フレデリックW.プフレガーに賦与さ
れた米国特許第4,929,230号に開示されてい
る。同特許に触れたことにより、その特許に開示されて
いる内容は本明細書中に組入れたものとする。
29,230号には、注射器バレルを複数のチャンバに
分割し、注射器バレルが保持する別々の内容物を患者に
連続動作で注入できるようにする上で有用な特定のスト
ッパー構造が記載されている。プフレガーに賦与された
米国特許第4,929,230号に開示された構成要素
に特定の参照番号を付すと、注射器バレルの端壁23に
面した中空チャンバ48を含む自由ピストン(即ちスト
ッパー)33が開示されている。チャンバ48は、スト
ッパー33(図5、図6、及び図7参照)の中央軸線の
周囲に配置された中空環状体をなして実現できる。或い
は、図9、図10、又は図11に示すように、ストッパ
ーの中央軸線からずれた平らな狭幅な形体をとることが
できる。ストッパー33は、注射器バレルの端壁23か
ら遠ざかる方向を向いた閉鎖端34を含む。閉鎖端部3
4の直径は、注射器バレルの内径よりも小さい。周囲側
壁35が、ストッパー33の閉鎖端34と、注射器バレ
ルの内面と接触した円筒形周方向シール面36との間を
斜めに延びている。斜めの側壁35は、中空チャンバ4
8の一部と重なる。第3コラムの第15行目乃至第17
行目には、斜めの側壁35は、中空バレルと密封係合す
るための全体に円筒形のシール面36をなす大径端を有
すると記載されており、第3コラムの第19行目乃至第
23行目には、外部リブ37により、ピストンが注射器
バレル内で移動するとき、チッピング(軽打)を阻止す
ると記載されている。本発明者は、斜めの側壁35それ
自体がストッパー33の周囲で円筒状に形成されてお
り、及びかくしてストッパーの全周に亘って延びている
と考えている。力は、プランジャーロッド30に連結さ
れた最も基端側のストッパー31によって発生され、ス
トッパー33は、注射器バレルの内側肩部25に隣接し
た位置に当接する。ストッパー31を連続的に移動する
と、斜めの側壁35に及ぼされる流体力が増大し、スト
ッパー33に固有の弾性材料シール力に打ち勝つ。中空
チャンバ48が存在するため、斜めの側壁35は内方に
潰れ、閉鎖端34の近くに保持された流体内容物を先端
方向に進め、針カニューレを通して送出することができ
る。
も、プフレガーに賦与された米国特許第4,929,2
30号に記載された構造に対し、改善を行うことができ
る。例えば、特定の従来技術の皮下注射器では、注射プ
ロセス中にストッパーをバレルの全長に亘って前進させ
た後、特定の量の液体が注射器バレル内に残ってしま
う。多くの注射器には、どれ程小さくても、特定の残留
容積が残る。この容積は、ストッパーの端部と針の先端
との間にあり、これには針カニューレの容積及び注射器
バレルの先端に存在する容積が含まれる。更に、所定量
の医薬品がストッパーの側壁と注射器バレルの内側との
間の領域に捕捉される。極めて正確に送出することを必
要とする高価な医薬品の場合には、適正な投与量が確実
に送出されるようにするため、バレルに薬剤を過剰に充
填することによって、このいわゆる「デッドスペース」
を解決しなければならない。追加の医薬品は、使用され
た注射器とともに使い捨てにされる。デッド容積と関連
した費用は、かなり大きな額にのぼる。プフレガーに賦
与された米国特許第4,929,230号が提供する設
計の場合には、設計上の改善点は、例えばストッパーの
中空端部48と、注射器バレルの先端に配置された内側
肩部25と、注射器バレルと関連した出口ポート24と
の間に捕捉された医薬品が無駄にならないようにする上
で有利である。これらの表面間に保持できる所定量の医
薬品が、例えば、プフレガーに賦与された米国特許第
4,929,230号の第7図に示してある。従って、
プフレガーに賦与された米国特許第4,929,230
号に示された連続動作ストッパーを改善し、送出後に注
射器バレルに捕捉される医薬品の量を減少する必要があ
る。本明細書中には、このような設計上の改善が開示さ
れている。
の手段】連続動作ストッパーは、注射器バレルの内側に
摺動自在に液密係合するように配置されたピストン状ス
トッパー本体を含む。この本体は、全体に円筒形の側壁
を有し、先端、基端、及び長さ方向軸線を有する。細長
い中空チャンバが本体の内部に配置される。好ましく
は、細長い中空チャンバは、ストッパー本体の長さ方向
軸線の一方の側に配置される。細長い中空チャンバは、
先端及び基端を含み、ストッパー本体の先端と連通した
開口部を有する。一つ又はそれ以上のシール要素がスト
ッパー本体の側壁の周囲に周囲方向に配置されている。
これらの周方向シール要素は、ピストン状ストッパー本
体の周囲に形成された複数のリングとして形成できる。
端に取り付けられた穿刺要素にほぼ完全に送出するた
め、連続動作ストッパーの基端側に保持されたほぼ全て
の流体を先端方向に差し向けるように設計された構造を
有する。この目的のため、一対のシール要素が、ストッ
パー本体の側壁に沿って長さ方向に、好ましくは長さ方
向軸線に関して平行に配置されている。対をなした長さ
方向シール要素は、側壁に沿って各々配置されており、
本体内に形成された細長い中空チャンバが構成する最大
幅よりも僅かに大きくない場合には少なくともこの幅と
等しい距離だけ離間されている。
は周方向シール要素は全体が注射器バレルの内面と液密
接触している。しかしながら、円筒形側壁の一部は、注
射器バレルの内面から凹所をなしており、流体圧力を周
側壁の一部に及ぼすための手段を構成する。これは周側
壁のその部分だけを中空チャンバに向かって潰し、これ
によってストッパー本体の先端と基端との間に流体導管
を形成するためである。好ましい実施例では、円筒形側
壁の凹所をなした部分が、ストッパー本体の基端と隣接
した傾斜面として形成される。この傾斜面は、対をなし
た長さ方向シール要素間に配置される。先端方向に差し
向けられた実質的に円錐形形状の突出部がストッパー本
体の先端に配置される。円錐形形状の突出部は、円筒形
側壁に沿って形成された流体導管を通って流れる流体を
注射器バレルの流体通路に向かって差し向けるための通
路を有する。先端方向に差し向けられた実質的に円錐形
形状の突出部の寸法は、注射器バレルの先端に配置され
た内側肩部がとる形状と実質的に同じ形状をなすように
定めることができる。
に及ぼされた流体力によりストッパーを注射器バレルの
先端と隣接して着座させる。注射器バレルの先端に配置
された内側肩部の形状と実質的に同じ形状をとる先端方
向に差し向けられた円錐形形状の突出部は、流体がその
領域に過剰に溜まらないようにする。ひとたびストッパ
ーが注射器バレルの先端に着座すると、円筒形側壁の凹
所部分に及ぼされる流体力が増加し、長さ方向シール要
素間に配置された部分を中空チャンバに向かって潰す。
この領域の側壁が潰れることによって、ストッパー本体
の基端と先端との間の流体導管を、全体に、長さ方向シ
ール要素間に配置された円筒形側壁の前記部分限定す
る。長さ方向シール要素自体は、これらの長さ方向シー
ル要素間に配置されていない周方向シール要素の部分と
ともに、注射器バレルに関して液密をなして接触した状
態を保持する。従って、ストッパー本体の円筒形側壁の
周囲又は先端方向に差し向けられた円錐形形状の突出部
と注射器バレルの対応する先端との間に流体が実質的に
溜まらないようにする。その結果、流体は、注射器バレ
ルの先端に取り付けられた穿刺要素を通して送出するた
め、ほぼ全体が流体導管を通して差し向けられる。
細に説明する。
用語は、注射器バレルの針側端部に近い方の端部を示
し、「基端」という用語は、注射器バレルの針側端部か
ら遠方の端部を示す。
てある添付図面を参照する。図1乃至図5には、本発明
による連続動作ストッパーの一実施例100が示してあ
る。ストッパー100は、ピストン状ストッパー本体と
して形成されており、基端104と先端106との間を
延びる全体に円筒形の側壁102を有する。ストッパー
100は、ストッパー本体を通って延びる長さ方向軸線
108を有する。
器バレル200と関連した内面204(例えば、図6及
び図7参照)との間で摺動液密接触する複数のシール要
素が設けられている。本発明による連続動作ストッパー
には、円筒形側壁102の周囲に周方向に配置された一
つ又はそれ以上のシール要素110が設けられている。
図1乃至図5に示す実施例では、このような周方向シー
ル要素110a,bが四つ設けられている。ここでは、
最も基端側の周方向シール要素110bがストッパーの
基端104と隣接して配置されており、流体がストッパ
ー100の基端と先端との中間に配置された周方向シー
ル要素110aの基端側の領域で円筒形側壁102と注
射器バレルの内面204との間に溜まらないようにす
る。周方向シール要素の数は、ストッパーの大きさに従
って、及び当業者の必要及び所望に応じて選択できる。
長さ方向軸線108と実質的に平行な所定方向に、スト
ッパー100内に配置されている。図4で最もよくわか
るように、平らな形状をとることができる細長い中空チ
ャンバ120は、好ましくは、ストッパーの長さ方向軸
線108と同心でなく、好ましくは、円筒形側壁102
と隣接して配置される。細長い中空チャンバ120は、
ストッパーの内部に配置された基端121及び先端12
3を有する。細長い中空チャンバ120の目的は、上文
中に論じたプフレガーに賦与された米国特許第4,92
9,230号の中空チャンバ48と同じである。ここに
示すように、ストッパー100の形成に従来使用された
成形工具のため、チャンバの先端123は開口部122
を介してストッパーの先端106と連通することがわか
る。しかしながら、開口部122を持たずにチャンバ全
体がストッパー本体内にあるように、他の方法で細長い
チャンバ120を形成できるということは、当業者には
理解されよう。
は、使用後に注射器を処分する際に無駄になるストッパ
ー100と注射器バレル200との間に捕捉される薬品
の量を最小にするように設計された構造を有する。この
目的のため、ストッパー100は、好ましくは長さ方向
軸線108に関して実質的に平行な関係で円筒形側壁1
02上に配置された一対の長さ方向シール要素112を
有する。図2で最もよくわかるように、長さ方向シール
要素112は、円筒形側壁102上で互いに距離「Y」
だけ離間されている。この距離「Y」は、少なくとも、
細長い中空チャンバ120の最大幅「W」と等しいか又
は等しくない場合には僅かに大きい。本特許出願の目的
に対し、長さ方向シール要素112間に配置された円筒
形側壁の部分又は領域を参照すると、この領域は、長さ
方向シール要素を離間する距離「Y」に含まれる円筒形
側壁102の部分又は領域を意味する。
徴は、ストッパーの基端と先端との間で長さ方向シール
要素112間に配置された円筒形側壁102の領域だけ
に流体導管210を形成できるということである。スト
ッパー100自体は、注射器バレル200の内面204
と摺動液密関係で配置されており、これは、本願では、
周方向シール要素110a,bと注射器バレルの内面2
04との間の摺動液密関係によって示される。流体導管
210を形成するための一つの方法は、基端104と隣
接しており且つ長さ方向シール要素112間に配置され
た円筒形側壁102の一部を、この部分が内面204と
液密接触しないように離間することである。このように
して、長さ方向シール要素112間に配置された円筒形
側壁のこの部分に流体力を作用させ、側壁のこの部分を
中空チャンバ120に向かって潰すことができる。
内面から離間するための一つの方法は、長さ方向軸線1
08と実質的に整合した凹所115を、長さ方向シール
要素112と、隣接した基端104との間に配置された
領域で側壁に形成することである(例えば、図7及び図
8を参照されたい)。図1乃至図6に示す実施例では、
側壁を注射器バレルの内面から離間するための別の方法
は、円筒形側壁102にストッパーの基端104と隣接
して、長さ方向要素間の領域に傾斜面114を設ける方
法である。傾斜面114は、基端104から最も基端に
近い周方向シール要素110aまで円筒形側壁102上
を外方に斜めに延びている。凹所115又は傾斜面11
4が設けられているため、周方向シール要素110b
は、長さ方向シール要素112間を延びないようにスト
ッパー本体の周囲に部分的に配置されている。
00と関連した先端内側肩部202(図6参照)との間
に流体が溜まらないようにするため、ストッパー100
には、先端方向に差し向けられた円錐形形状の突出部1
30が設けられている。円錐形形状の突出部130は、
本願には円錐体(conus )として示してあるが、全体に
円錐形に近い任意の形状をとることができる。円錐形形
状の突出部130は、基部136がストッパーの先端1
06と交差することを特徴とし、突端134及びこの突
端と基部との間を延びる壁部分135を有する。好まし
くは、壁部分135には、ストッパー100を基端方向
に通過する流体を注射器バレル200(図6、図7、及
び図8参照)の流体通路215と連通するチャンネルが
設けられている。一形態では、チャンネルは、突端13
4の近くと基部136との間を延びる(図4及び図6参
照)楔部分132を有する。図4でわかるように、楔部
分132は、更に、ストッパー100の先端表面137
の一部を含むように更に大きく延びている。先端方向に
差し向けられた円錐形形状の突出部130の形状及び寸
法は、好ましくは、デッドスペースが形成されないよう
にするため、注射器バレル200の先端肩部202の形
状と一致した形状であるということに着目されたい。デ
ッドスペースが形成されると、そこに流体が捕捉されて
しまう。
た形状又は寸法を制御することは困難であるということ
は、当業者には理解されよう。制御が特に困難な一つの
領域は、注射器バレルの底、例えば内側肩部202であ
る。従って、所望であれば、先端肩部202と円錐形形
状の突出部130との間で、許容差又は形状の相違を考
慮した所定の構造をストッパー100に組み込むのがよ
い。図7を参照すると、円錐形形状の突出部130に
は、随意であるが、一つ又はそれ以上の盛り上がったリ
ブ150等の一つ又はそれ以上の不連続部分が設けられ
ている。これらの不連続部分は、内側肩部202の領域
で流体通路215が直ちにシールしないように作用す
る。従って、先端肩部202と円錐形形状の突出部13
0との間の空間に捕捉された液体は、注射器バレル20
0(図7参照)の先端216に取り付けられた針カニュ
ーレ220によって送出するため、液体通路215を通
って盛り上がったリブ150に沿って流れることができ
る。盛り上がったリブは、注射過程の終わりに潰れ、円
錐形突出部の壁部分135と注射器バレルの先端肩部2
02との間のほぼ全面を接触させ、これらの間に捕捉さ
れた流体をなくすように設計できる。リブ150の代わ
りに、又はリブ150と組み合わせて溝を使用できると
いうこともまた、当業者には理解されよう。
ストッパー100の基端側に保持されたほぼ全ての流体
が注射器バレル200(図6参照)の先端216と関連
した流体通路215を通して送出されるように、流体が
ストッパーの側壁102及び先端106の両方と注射器
バレルの内面204との間に捕捉されないようにするこ
とである。詳細に述べると、円錐形形状の突出部130
を注射器バレル200の内側肩部202と隣接して着座
させた後、基端104に連続的に及ぼされる流体力
「F」を内面204から間隔が隔てられた側壁102の
領域に差し向ける。限定を行うためではなく説明を行う
ため、図1乃至図6に示す構造を参照すると、流体力
「F」は傾斜面114の領域に差し向けられる(勿論、
傾斜面114に代わるものが設けられている場合には、
流体力「F」は、凹所115に差し向けられるというこ
とは理解されよう)。長さ方向シール要素112間の周
方向シール要素110bをなくすことによって、流体は
傾斜面114に力「F」を及ぼすことができる。周方向
シール要素110(特に最も基端側の周方向シール要素
110b)及び長さ方向シール要素112は、注射器バ
レルの内面204と密封接触したままであり、流体が内
面204と円筒形側壁102との間に差し向けられない
ようにする。
とによって、傾斜面を細長い中空チャンバ120の方向
に向かって潰れさせる。傾斜面114を細長い中空チャ
ンバ120に向かって潰れさせることによって、長さ方
向シール要素間に配置された側壁102の部分を潰れさ
せる。特定的には、周方向シール要素110aの区分1
10c(区分110cは、長さ方向シール要素112間
に配置された周方向シール要素110aの部分である)
もまた注射器バレル200の内面204から離間する。
長さ方向シール要素112をチャンバ120の最大幅
「W」に関して十分な距離「Y」だけ離間することを確
保することによって、これらの長さ方向シール要素11
2自体を注射器バレル200の内面204と実質的に液
密に接触した状態にする。
4を潰し、区分110cを注射器バレルの内面204か
ら離間することにより、ストッパーの基端104と先端
106との間に流体導管210を形成する効果が得られ
る。この流体導管210は、実質的に、長さ方向シール
要素112間に形成された側壁の領域に限定される。従
って、ストッパー100の基端側の流体だけが流体導管
210を通ってストッパー100の先端側に通過し、注
射器バレル200の流体通路215に進入できる。楔部
分132が流体導管210と連通し、流体を注射器バレ
ルの内側肩部202に通すことができるということに着
目されたい。流体がストッパー本体の円筒形側壁102
と注射器バレルの内面204との間に溜まらないように
すること、注射器バレルの先端肩部202とストッパー
の先端106との間のデッドスペースを実質的になくす
こと、及び単一の流体導管210をストッパーの基端と
先端との間に形成することによって、ストッパーの基端
側に保持された実質的に全ての流体を、穿刺要素220
によって送出するため、流体通路215を通して先端側
に差し向ける。
は、ストッパー100を形成する材料と同じ材料によっ
てリブとして形成できる。ストッパー100は、好まし
くは、ゴム、熱可塑性エラストマー、又は注射器のスト
ッパーの形成に適した当業者に周知の他の材料等の適当
なエラストマー材料から形成される。これらの材料の弾
性等の性質は、様々な機能を実施する上でのストッパー
の機能を最適にするように選択できる。ストッパー及び
その関連した構成要素は、実際の様々な大きさの注射器
に合わせて適当な寸法に形成できる。シリコーン処理
(siliconising treatment)等の様々な潤滑処理、スプ
レー処理等の様々なコーティング処理、又はPTFE被
膜(filming )処理等の様々な被膜処理をストッパーに
施し、注射器バレル内の摺動性能を必要に応じて又は所
望に応じて改善し得ることは当業者には理解されよう。
逸脱することなく、本発明のこの他の形態を得ることが
でき、本発明は図示の特定の実施例に限定されないとい
うことは当業者には理解されよう。
る。
る。
る。
パーの断面図である。
ーの基端と先端との間に流体導管が形成されたことを示
す、本発明による改良連続動作ストッパーの第2斜視図
である。
発明による連続動作ストッパーの部分断面図である。
数の不連続部分を備えた本発明による連続動作ストッパ
ーの第2部分断面図である。
に接触した状態から離間するための一つの方法を示す断
面図である。
Claims (13)
- 【請求項1】 注射器バレル内に保持された内容物を
連続動作で送出し、送出後にバレル内に残る内容物の量
を減少する上で有用なストッパーであって、 先端、基端、及び長さ方向軸線を持つ全体的に円筒形の
側壁を持つ、前記バレルの内面と摺動自在に液密係合す
るピストン状ストッパー本体と、 先端、基端、及び所定の幅を持つ、前記本体内に配置さ
れた細長い中空チャンバと、 前記注射器バレルの内面と密封係合するため、前記スト
ッパー本体の円筒形側壁の周囲に周方向に配置された少
なくとも一つの周方向シール要素と、 前記注射器バレルの前記内面と密封係合するため、前記
長さ方向軸線と平行な関係で前記本体の前記側壁上の前
記中空チャンバに対応する部分に沿って長さ方向に配置
された、前記中空チャンバの前記幅と少なくとも等しい
所定距離だけ前記側壁に沿って離間された一対の長さ方
向シール要素と、 前記ストッパー本体の前記円筒形側壁上に前記ストッパ
ー本体の前記基端と隣接して前記一対の長さ方向シール
要素間に設けられた凹所をなした表面と、 前記一対の長さ方向シール要素間に配置された前記側壁
の一部と連通するチャンネルを持つ、前記本体の前記先
端に設けられた、先端方向に差し向けられた円錐形形状
の突出部とを有し、 前記ストッパー本体の前記基端に及ぼされた流体圧力に
応じて、前記凹所をなした表面により、一対の長さ方向
シール要素間に配置された側壁の部分を前記中空チャン
バに向かって潰れさせることができ、前記長さ方向シー
ル要素自体は前記注射器バレルと液密に接触したままで
あり、前記本体の基端と先端との間の流体導管を、前記
長さ方向シール要素間の前記側壁の部分に限定し、前記
ストッパー本体の基端側に保持されたほぼ全ての液体を
前記ストッパー本体の前記先端に差し向け、前記円錐形
形状の突出部の前記チャンネルは前記流体導管と協働
し、ほぼ全ての流体を前記注射器バレルから前記本体の
前記先端に向かって放出する、ことを特徴とするストッ
パー。 - 【請求項2】 前記凹所をなした表面は、傾斜面からな
る、請求項1に記載のストッパー。 - 【請求項3】 前記少なくとも一つの周方向シール要素
は、前記ストッパー本体の前記基端と隣接して配置され
た基端側周方向シール要素を含む、請求項1に記載のス
トッパー。 - 【請求項4】 前記基端側周方向シール要素は、周囲が
前記ストッパー本体の周囲に部分的に配置されている、
請求項3に記載のストッパー。 - 【請求項5】 前記複数の周方向シール要素が、リブか
らなる、請求項1に記載のストッパー。 - 【請求項6】 前記先端方向に差し向けられた円錐形形
状の突出部は、突端、前記ストッパー本体の先端と隣接
して配置された基部、及び前記突端と前記基部との間を
延びる壁部分を含み、前記チャンネルが前記円錐形形状
の突出部の前記壁部分を通して形成されている、請求項
1に記載のストッパー。 - 【請求項7】 前記チャンネルは、前記基部と前記円錐
形形状の突出部の突端の近くとの間を延びる楔部分を有
する、請求項6に記載のストッパー。 - 【請求項8】 前記楔部分は、前記ストッパー本体の前
記先端まで延びている、請求項7に記載のストッパー。 - 【請求項9】 前記先端方向に差し向けられた円錐形形
状の突出部は、前記壁部分上に一つ又はそれ以上の不連
続部分を有する、請求項6に記載のストッパー。 - 【請求項10】 前記一つ又はそれ以上の不連続部分
は、一つ又はそれ以上のリブからなる、請求項9に記載
のストッパー。 - 【請求項11】 前記一つ又はそれ以上の不連続部分
は、一つ又はそれ以上の溝からなる、請求項9に記載の
ストッパー。 - 【請求項12】 前記ストッパー本体は、エラストマー
材料で形成されている、請求項1に記載のストッパー。 - 【請求項13】 前記エラストマー材料は、ゴム又は熱
可塑性エラストマーからなる群から選択される、請求項
12に記載のストッパー。
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