(57)【要約】      （修正有）【課題】シリンジの押子を押出すことによってシリンジ内の微量の薬液を生体内に注入するようにした薬液注入器の駆動損失を最小限に抑えると共に、装置の長寿命化、静音化、低コスト化にも有益な薬液注入器用駆動機構を提供する。【解決手段】モータ９の回転運動を往復運動に変換する偏芯ギヤ１１が設けられ、偏芯ギヤの回転を連結ロッド１３の往復運動に変換すると共に、該連結ロッド１３の端部に設けられた軸穴を揺動片１５の軸支点１６から偏心した位置に設けられた係止軸１７に支承することによって連結ロッド１３の往復運動を揺動片１５の揺動運動に変換し、該揺動片に設けられた突起１８ａ、１８ｂを出力軸１９の外周に設けられた出力ギヤ２０に歯合することにより、該揺動片の揺動運動によって出力ギヤ２０を１山ずつ所定の回転方向に進め、該出力ギヤ２０の回転運動を送りネジ６の回転運動に伝達することによってスライダ５を移動して押子４を押出す。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンジの外筒を装着するシリンジ装着部と、シリンジの押子に固着するスライダと、該スライダを送り移動する送りネジと、該送りネジを回転駆動する駆動機構とを有し、該駆動機構を作動することによってシリンジの押子を押出し移動する薬液注入器において、
薬液注入器のケース内に設けられたモータの回転運動を往復運動に変換する偏芯ギヤが設けられ、
該偏芯ギヤの偏芯軸に対して回動自在に連結した連結ロッドを介して、該連結ロッドの端部に設けられた軸穴を揺動片の軸支点から偏心した位置に設けられた係止軸に支承することによって連結ロッドの往復運動を揺動片の揺動運動に変換し、
該揺動片の上下部に設けられた突起を交互に出力軸の外周に設けられた出力ギヤに歯合することにより、該揺動片の揺動運動によって出力ギヤを１山ずつ所定の回転方向に進め、
該出力ギヤの回転運動を送りネジに伝達することによってスライダを移動して押子を押出すようにしたことを特徴とする薬液注入器用駆動機構。
【請求項２】
揺動片はコ字形を有し、該コ字形の揺動片の上部と下部に突起が形成され、該揺動片の揺動によって上部と下部の突起が交互に出力軸の外周に設けられた出力ギヤに歯合して、出力ギヤを１山ずつ所定の回転方向に進めるようにしたことを特徴とする請求項１記載の薬液注入器用駆動機構。
【請求項３】
スライダには弾性部材で押圧されたハーフナットが固設され、該ハーフナットが弾性部材の押圧力によって送りネジに歯合されたときは、送りネジの回転によってスライダが押子を押圧する方向へ移動し、送りネジに対する歯合を解除する方向へハーフナットを押圧したときは、スライダがシリンダの押子を押圧する方向の反対側方向へ復帰させることを特徴とする請求項１又は２記載の薬液注入器用駆動機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンジの押子を押出すことによってシリンジ内の所定量の薬液を生体内に注入するようにした薬液注入器の駆動損失を最小限に抑えるように構成した薬液注入器用駆動機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、所定流量の薬液を生体内に注入する装置としてシリンジポンプが使用されている。このシリンジポンプは、ケースに装着したシリンジの外筒に押子を挿入し、該押子をモータ等の駆動手段で移動することにより、シリンジ内の薬液を所定の流量で生体内に注入するものである。
【０００３】
このようなシリンジポンプの従来例として特許文献１を参照すると、この文献にはシリンジを使用した薬液注入器具の構造が記載されている。その構造は、この文献においてシリンジに相当する薬液容器の基端側の内腔に摺動自在に挿入されたガスケットと、このガスケットを薬液容器内で直線移動させる螺進機構とを有し、この螺進機構と駆動源である電動モータとを減速機構で連結することによって、電動モータの回転を所定の低速度に減速してガスケットの直進移動に変換する構造を備えたものである。
【０００４】
ところで、特許文献１において、減速機構は、第１歯車から第８歯車までの複雑な組合せによってギヤダウンする構成とされているため、多段階のギヤダウンによって電動モータの駆動損失が増加するという問題があった。また、多数のギヤ歯による歯合構造は、故障が発生しやすく、この減速機構が故障した場合は、減速機構を取替える必要が生じ、維持コストにも負担をかけることになる。さらに、多数のギヤ歯の歯合動作によって騒音が発生するという問題が生じ、装置の静音化にも不利であった。
【特許文献１】特開平７−１９４７０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、シリンジの押子を押出すことによってシリンジ内の所定量の薬液を生体内に注入するようにした薬液注入器の駆動損失を最小限に抑えると共に、装置の長寿命化、静音化、低コスト化にも有益な薬液注入器用駆動機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明における請求項１の薬液注入器用駆動機構は、シリンジの外筒を装着するシリンジ装着部と、シリンジの押子に固着するスライダと、該スライダを送り移動する送りネジと、該送りネジを回転駆動する駆動機構とを有し、該駆動機構を作動することによってシリンジの押子を押出し移動する薬液注入器において、薬液注入器のケース内に設けられたモータの回転運動を往復運動に変換する偏芯ギヤが設けられ、該偏芯ギヤの偏芯軸に対して回動自在に連結した連結ロッドを介して、該連結ロッドの端部に設けられた軸穴を揺動片の軸支点から偏心した位置に設けられた係止軸に支承することによって連結ロッドの往復運動を揺動片の揺動運動に変換し、該揺動片の上下部に設けられた突起を交互に出力軸の外周に設けられた出力ギヤに歯合することにより、該揺動片の揺動運動によって出力ギヤを１山ずつ所定の回転方向に進め、該出力ギヤの回転運動を送りネジに伝達することによってスライダを移動して押子を押出すようにしたことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明における請求項２の薬液注入器用駆動機構は、請求項１において、揺動片はコ字形を有し、該コ字形の揺動片の上部と下部に突起が形成され、該揺動片の揺動によって上部と下部の突起が交互に出力軸の外周に設けられた出力ギヤに歯合して、出力ギヤを１山ずつ所定の回転方向に進めるようにしたことを特徴とする。
【０００８】
さらに、本発明における請求項３の薬液注入器用駆動機構は、請求項１又は２において、スライダには弾性部材で押圧されたハーフナットが固設され、該ハーフナットが弾性部材の押圧力によって送りネジに歯合されたときは、送りネジの回転によってスライダが押子を押圧する方向へ移動し、送りネジに対する歯合を解除する方向へハーフナットを押圧したときは、スライダがシリンダの押子を押圧する方向の反対側方向へ復帰させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の薬液注入器用駆動機構によれば、モータの回転運動を偏芯ギヤの往復運動に変換すると共に、偏芯ギヤに連結した連結ロッドの往復運動を介して、該連結ロッドの往復運動を揺動片の揺動運動に変換する。そして、揺動片の揺動運動によって該揺動片に設けられた上下部の突起を出力軸の外周に設けられた出力ギヤに歯合し、出力ギヤを１山ずつ所定の回転方向に進め、該出力ギヤの回転運動を送りネジの回転運動に伝達することによってスライダを移動して押子を押出すことができる。
【００１０】
このような構成によれば、揺動片の揺動運動によって出力ギヤを１山ずつ所定の回転方向に進める所謂テンプ動作を行い、これによって押子を押出すための送りネジを微小移動させることが可能となるものであり、シリンジの押子に対して間欠的な微小量だけの押出し移動を確実に実行することができ、特に、シリンジ内の薬液を微量注入する際に有益となる薬液注入器用駆動機構を得ることが可能となる。
【００１１】
また、上記の本発明の薬液注入器用駆動機構は、従来のように多数の減速ギヤを用いることによって多段階にギヤダウンを行なう構造を用いることなく、微量の薬液を注入するための低速回転を可能とするため、電動モータの駆動損失を低減した機構として有用であり、装置の長寿命化、静音化、低コスト化にも有益となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１３】
本発明による薬液注入器用駆動機構は、図３（ａ）〜(ｃ)に示すように、シリンジ１０の外筒２を装着するシリンジ装着部３と、シリンジ１０の押子４に固着するスライダ５と、該スライダ５を送り移動する送りネジ６と、該送りネジ６を回転駆動する駆動機構７とを有し、該駆動機構７を作動することによってシリンジ１０の押子４を押出し移動する薬液注入器１において、薬液注入器１のケース８内に設けられたモータ９の回転運動を往復運動に変換する偏芯ギヤ１１が設けられ、該偏芯ギヤ１１の偏芯軸１２に対して回動自在に連結した連結ロッド１３を介して、該連結ロッド１３の端部に設けられた軸穴１４（図４(ｂ)参照）を揺動片１５の軸支点１６から偏心した位置に設けられた係止軸１７に支承することによって連結ロッド１３の往復運動を揺動片１５の揺動運動に変換し、該揺動片１５に設けられた上下部の突起１８ａ、１８ｂを出力軸１９の外周に設けられた出力ギヤ２０に歯合することにより、該揺動片１５の揺動運動によって出力ギヤ２０を１山ずつ所定の回転方向に進め、該出力ギヤ２０の回転運動を送りネジ６に伝達することによってスライダ５を移動して押子４を押出すようにしたものである。
【００１４】
上記の本発明による構造について詳細に述べると、図１に示すように、本実施例の薬液注入器１は、携帯に適するように薄形の長方形箱型による小型ケース８に組み込まれている。また、このケース８は合成樹脂製により軽量且つ小型に形成され、図３（ａ）に示すように、ケース８内に電源部２１とモータ駆動部２２とが直列に配置されると共に、これらの電源部２１とモータ駆動部２２とに並列してシリンジ装着部３が設けられ、またモータ駆動部２２とシリンジ装着部３とがケース８の端部に配置された駆動機構７を介して連結された配置状況とされている。
【００１５】
これらの各部のうち、シリンジ装着部３以外の各部はケース８内に収納され、図２に示すように露呈したシリンジ装着部３に対してシリンジ１０の装填を行うことが可能とされている。また、ケース８の上面全体が透明カバー３２によって開閉自在に覆われ、カバー３２を閉じた状態でも、シリンジ装着部３に装填されたシリンジ１０の状況を外観することができ、また透明カバー３２を開いた状態でシリンジ１０の交換を行なうことが可能とされている。
【００１６】
なお、図１又は図２に示すように、ケース８の上面には液晶表示部３３及び各種のスイッチ類３４が設けられ、透明カバー３２を閉じた状態で液晶表示部３３を外部から見ることができ、また透明カバー３２を開いた状態でスイッチ類３４の操作を行なうことができる。
【００１７】
図３（ａ）〜(ｃ)は、ケース８内の各部が見えるように図示したものである。この図において、電源部２１にはケース８の下面に電池交換用の不図示の蓋部が設けられ、この蓋部を開けることによって、ケース８内に収容された電池を交換することが可能とされている。
【００１８】
また、電源部２１から電力を供給されるように接続された電動モータ９がケース８内のモータベース２３（図３（ｂ）参照）にネジ２３ａで固設されている。このモータ９はアウターローター構造の小型ブラシレスＤＣモータ９を使用しており、低騒音且つ高寿命に構成されているものである。
【００１９】
以下、上記のモータ９に接続される駆動機構について、図４（ａ）及び(ｂ)を用いて説明するが、これらの図は、モータ９と連結ロッド１３と揺動片１５と出力ギヤ２０とが直列に配設された状況で描かれている。これは図示を明快にするためであり、図３(ａ)に示す具体例においては、モータ９の回転ギヤ９ｂに歯合された大径の偏芯ギヤ１１に対して直交する方向に連結ロッド１３が設けられ、出力ギヤ２０に結合された出力軸１９及び送りギヤを電源部２１とモータ駆動部２２に並列させた配置構造となる。
【００２０】
図４（ａ）、（ｂ）において、ケース８内のモータベース２３にネジ２３ａで固設されたモータ９の回転軸９ａの外周に固定された回転ギヤ９ｂに大径の偏芯ギヤ１１が歯合されたことにより、モータ９の回転速度が減速された状態で偏芯ギヤ１１に伝達される。
【００２１】
また、偏芯ギヤ１１の上下の回転支持軸１１ａから偏心量ｄだけ偏心した位置に形成された偏芯軸１２には連結ロッド１３の一端に設けられた連結穴１３ａが回動自在に結合されたことにより、偏芯ギヤ１１の回転によって連結ロッド１３が往復直線運動を行なうこととなる。
【００２２】
さらに、連結ロッド１３の他端に形成された幅広部１３ｂには軸穴１４が設けられ、この軸穴１４に揺動片１５の下角部の近傍に形成された係止軸１７が支承されている。この揺動片１５はコ字形に形成され、コ字形のやや下方位置に軸支点１６が設けられ、連結ロッド１３が往復移動すると、上記のように連結ロッド１３の軸穴１４に支承された揺動片１５が軸支点１６を中心とする揺動運動に変換される。
【００２３】
この揺動片１５の軸支点１６は、モータ９の支持ベース２３に張出片２４の一端をネジ２４ｂで固定し、張出片２４の端辺中央から内方へ向けて形成された取付け凹部２４ａ（図４（ａ）参照）の途中に支承されている。また、この張出片２４の先端近傍に設けられた軸穴１９ａは出力軸１９がその一端を外方に突出させた状態で回動自在に支承されると共に、出力軸１９には取付け凹部２４ａに収容された状態で出力ギヤ２０が結合されている。
【００２４】
さらに、上記の構成において、図４(ｂ)に示すように、コ字形の揺動片１５の上下の腕部１５ａ、１５ｂの夫々には互いに内方を向いて突出された突起１８ａ、１８ｂが形成され、例えば上部の突起１８ａが出力ギヤ２０のいずれかの歯部に歯合されたとき、下部の突起１８ｂが出力ギヤ２０から微小距離だけ離間して出力ギヤ２０に対する歯合から解放され、揺動片１５が軸支点１６の周りに図示の時計方向へ揺動すると、出力ギヤ２０が矢印で示す時計周りに回転し、出力軸１９を回動する。
【００２５】
このような動作においては、揺動片１５の揺動によって上下の突起１８ａ、１８ｂが交互に出力軸１９の外周に設けられた出力ギヤ２０の歯部に歯合し、該揺動片１５の連続的に揺動運動によって出力ギヤ２０を１山ずつ図４(ｂ)の矢印で示す所定の回転方向に進めるという、所謂テンプ動作を行うことになる。
【００２６】
また、出力軸１９はシリンジ装着部３の方向に延長されると共に、この出力軸１９の端部はローラクラッチ２５を介して送りネジ６に結合されている。なお、出力軸１９の外周には送りダイヤル２６が固設され、この送りダイヤル２６は、図１に示すようにシリンジ装着部３に露呈した位置に設けられ、送りダイヤル２６を指先で回転操作することによって送りネジ６を回動することも可能である。
【００２７】
また、送りネジ６はハーフナット２７に歯合されている。ハーフナット２７は、図５(ａ-１)、（ｂ-１）、(ａ-２)、（ｂ-２）に示すように、スライダ５の基部５ａに固設され、弾性部材２８で送りネジ６の側に押圧された状態にされている。このハーフナット２７はスライダ５の基部５ａの略中央に移動自在に設けられ、ハーフナット２７に形成されたやや長形の挿通穴２７ａの半領域だけに雌ネジ２７ｂが形成され、この雌ネジ２７ｂが形成された部位に送りネジ６を圧接するようにコイルバネ等による弾性部材２８が設けられている。
【００２８】
また、ハーフナット２７には弾性部材２８が設けられた側の反対側にプッシュ部２９が形成され、このプッシュ部２９を指先で押圧することによって弾性部材２８に抗してハーフナット２７が送りネジ６から解放される方向に移動し、これによって送りネジ６がフリーになると、シリンジ１０の内圧に押圧されて押子４が押出されることとなる。
【００２９】
従って、ハーフナット２７が弾性部材２８の押圧力によって送りネジ６に歯合された状態のときは、送りネジ６の回転によってスライダ５が押子４を押圧する方向へ移動し、送りネジ６に対する歯合を解除する方向へハーフナット２７を押圧したときは、スライダ５が押子４を押圧する方向とは反対側方向へ復帰することとなる。
【００３０】
なお、図３（ａ）、（ｃ）に示すように、シリンジ装着部３にはシリンジ１０を定位置に保持するシリンジ押さえ３０が設けられ、またシリンジ１０の注入口１０ａを保持する凹状の保持口３１が形成されている。また、スライダ５は押子４の内腔部に挿入するようにやや先細りのテーパ形状に形成され、スライダ５の中央には送りネジ５を挿通する挿通穴５ｂが形成されている。
【００３１】
本実施例は上記のように構成されているため、まず、図１に示すように透明カバー３２を開けて、所定の薬液が充填されたシリンジ１０をシリンジ装着部３に装着すると共に、押子４の内腔部にスライダ５を挿着し、電源を入れてモータ９を駆動すると、モータ９の回転が偏芯ギヤ１１に伝達されると共に偏芯ギヤ１１の回転が連結ロッド１３の往復運動に変換され、さらに連結ロッド１３の往復運動が揺動片１５の揺動運動に変換される。
【００３２】
そして、揺動片１５の揺動運動によって出力ギヤ２０を１山ずつ所定の回転方向に進め、該出力ギヤ２０の回転運動を送りネジ６の回転運動に伝達することによってスライダ５を移動して押子４を押出す所謂テンプ動作を行うことによって、押子４を押出すための送りネジ６を微小移動させることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の薬液注入器用駆動機構は、シリンジの押子を押出すことによってシリンジ内の微量の薬液を生体内に注入するようにした薬液注入器の駆動損失を最小限に抑えると共に、装置の長寿命化、静音化、低コスト化にも有益な薬液注入器用駆動機構として利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明における薬液注入器にシリンジを装填した状態を示す斜視図である。
【図２】本発明における薬液注入器にシリンジが装填されていない状態を示す斜視図である。
【図３】(ａ)は本発明における薬液注入器にシリンジを装填した状態の内部構造を示す平面図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は正面図である。
【図４】(ａ)は本発明における薬液注入器用駆動機構を模式的に示した平面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図５】(ａ-１)及び（ｂ-１）は本実施例において、ハーフナットの雌ネジと送りネジとが歯合状態にある断面図と側面図であり、(ａ-２)及び（ｂ-２）はハーフナットの雌ネジと送りネジとの歯合が解除された状態を示す断面図と側面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  薬液注入器
２  外筒
３  シリンジ装着部
４  押子
５  スライダ
５ａ  基部
５ｂ  挿通穴
６  送りネジ
７  駆動機構
８  ケース
９  モータ
９ａ  回転軸
９ｂ  回転ギヤ
１０  シリンジ
１０ａ  注入口
１１  偏芯ギヤ
１１ａ  支持軸
１２  偏芯軸
１３  連結ロッド
１３ａ  連結穴
１３ｂ  幅広部
１４  軸穴
１５  揺動片
１５ａ、１５ｂ  上下の腕部
１６  軸支点
１７  係止軸
１８ａ  上部の突起
１８ｂ  下部の突起
１９  出力軸
２０  出力ギヤ
２１  電源部
２２  モータ駆動部
２３  支持ベース
２３ａ  ネジ
２４  張出片
２４ａ  取付け凹部
２４ｂ  ネジ
２５  ローラクラッチ
２６  送りダイヤル
２７  ハーフナット
２７ａ  挿通穴
２７ｂ  雌ネジ
２８  弾性部材
２９  プッシュ部
３０  シリンジ押さえ
３１  保持口
３２  透明カバー
３３  液晶表示部
３４  スイッチ類
ｄ  偏心量
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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