(57)【要約】本発明は互いに逆方向に切られた内面スレッド（６，８）を有する第一の部品（１）及び第二の部品（２）と、第一及び第二の部品（１，２）上に設けられている前記スレッド（６，８）と相補性を有する外面スレッド（１１，１２）を介して前記第一及び第二の部品（１，２）と嵌合し、これらに対し軸方向に移動可能な中継部品（３）とから構成されるリニアアクチュエータである。本リニアアクチュエータは更に中継部品（３）に沿って伸びている鞘部（４）を有し、この鞘部（４）は前記第一及び第二の部品（１，２）に対し回転せずに長手方向にスライドできるように構成されている。又、本リニアアクチュエータは駆動軸（５）を有し、この駆動軸は中継部品（３）内部では回転せずに長手方向にスライドできるように構成されている。又、このようなリニアアクチュエータを使用した医療用投薬装置も開示されている
2005515383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
―第一の方向に切られたスレッド（６；１０６；２０６）を有する第一の部品（１；１０１；２０１）と、
―第一の部品（１；１０１；２０１）に対して軸方向に移動可能であり、且つ、前記第一の方向と反対の第二の方向に切られたスレッド（８；１０８；２０８）を有する第二の部品（２；１０２；２０２）と、
―第一及び第二の部品（１，２；１０１，１０２；２０１，２０２）上に設けられたスレッド（６，８；１０６，１０８；２０６，２０８）の各々と相補性を有する第一及び第二のスレッド（１１，１２；１１１，１１２；２１１，２１２）を介して第一及び第二の部品（１，２；１０１，１０２；２０１，２０２）のそれぞれと嵌合し、これらに対して軸方向に移動可能な中継部品（３；１０３；２０３）と、
―第二の部品（２；１０２；２０２）に対する第一の部品（１；１０１；２０１）の回転を防止する手段と、
―中継部品（３；１０３；２０３）を回転駆動させる駆動手段とから構成されるリニアアクチュエータであって、
―第一及び第二の部品（１，２；１０１，１０２；２０１，２０２）上に設けられているスレッド（６，８；１０６，１０８；２０６，２０８）は内面スレッドとして設けられていること、
―中継部品（３；１０３；２０３）上に設けられているスレッド（１１，１２；１１１，１１２；２１１，２１２）は外面スレッドとして設けられていること、
―第二の部品（２；１０２；２０２）に対する第一の部品（１；１０１；２０１）の回転を防止する手段は、中継部品（３；１０３；２０３）に沿って伸びている鞘部（４；１０４；２０４）から構成され、前記鞘部（４；１０４；２０４）は第一及び第二の部品（１，２；１０１，１０２；２０１，２０２）に対して非回転であり、長手方向にスライドできるように構成されていること、及び
―駆動手段は中継部品（３；１０３；２０３）内において、回転はせず、長手方向にスライドするように構成されている駆動軸（５；１０５；２０５）を有すること、
を特徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項２】
鞘部（４；１０４；２０４）は閉鎖形の円筒面を有するシリンダー形状であることを特徴とする請求項１に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項３】
第一及び第二の部品（１，２；１０１，１０２）は滑らかな外表面を有する管状であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項４】
第一の部品（１；１０１）は鞘部（４；１０４）の外径より大きな内径を有すること、鞘部（４；１０４）は第二の部品（２；１０２）の外径より大きな内径を有すること、及び、中継部品（３；１０３）は一般に第一の部品（１；１０１）の内面スレッド（６；１０６）と嵌合する外面スレッド（１１；１１１）が設けられている片側の一部を除いて、第二の部品（２；１０２）の内径よりも小さい直径を有することを特徴とする請求項３に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項５】
中継部品（１０３）上に設けられている外面スレッド（１１１，１１２）は循環型ボール構造内のボール軌道（１２３，１２４）から突き出ている複数のボール（１１３，１１４）から形成されていることを特徴とする請求項４に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項６】
第一の部品（１；１０１）と鞘部（４；１０４）は第一の部品（１；１０１）或いは鞘部（４；１０４）と結合するために設けられている少なくとも一つの舌部（１６；１１６）によって互いに回転することが防止され、前記舌部（１６；１１６）は前記二つの部品の一方に設けられている長手方向の溝（１５；１１５）と嵌合していることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項７】
鞘部（４；１０４）と第二の部品（２；１０２）は鞘部（４；１０４）或いは第二の部品（２；１０２）上に設けられている少なくとも一つの舌部（１８；１１８）によって互いに回転することが防止され、前記舌部（１８；１１８）は前記二つの部品の一方に設けられている長手方向の溝（１７；１１７）と嵌合していることを特徴とする請求項４ないし請求項６のいずれかの項に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項８】
中継部品（２０３）が交叉型スレッド（２１１，２１２）を有すること、及び、第一の部品（２０１）と第二の部品（２０２）の各々は少なくとも一つの脚部を有し、前記脚部は中継部品（２０３）の円周沿いに互いに相補的であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項９】
第一及び第二の部品（２０１，２０２）が二つの脚部（２０１ａ，２０１ｂ，２０２ａ，２０２ｂ）を有し、その各々は９０度未満の円周沿いの幅を有することを特徴とする請求項８に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項１０】
鞘部（２０４）は第一及び第二の部品（２０１，２０２）の外径より大きな内径を有すること、及び、脚部は第一及び第二の部品（２０１，２０２）の脚部（２０１ａ，２０１ｂ，２０２ａ，２０２ｂ）と嵌合する内部の溝（２１５，２１７）を有することを特徴とする請求項８又は請求項９に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項１１】
ピストンロッドが請求項１ないし１０のいずれかの項に記載のリニアアクチュエータから構成されることを特徴とする伸縮式のピストンロッドを有する医療用投薬装置（３００）。
【請求項１２】
液状薬剤を収納するカートリッジ（３０４）を有し、第二の部品（２０２）と鞘部（２０４）のどちらもカートリッジ（３０４）の内径より大きな外形寸法を持たないことを特徴とする請求項１１に記載の医療用投薬装置。
【請求項１３】
駆動軸（２０５）が電動モータ（３０１）のような駆動機構に接続されているギアホイール（２２１）を有していることを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の医療用投薬装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の開示】
【０００１】
本発明は、
―第一の方向に切られたスレッドを有する第一の部品と、
―第一の部品に対し軸方向に移動でき、前記第一の方向と逆の第二の方向に切られたスレッドを有する第二の部品と、
―第一及び第二の部品の各々の上に設けられているスレッドと相補性を有する第一及び第二のスレッドを介して第一及び第二の部品と各々嵌合し軸方向に移動可能な中継部品と、
―第二の部品に対する第一の部品の回転を防止する手段と、
―中継部品を回転的に駆動する手段と、
から構成されるリニアアクチュエータに関するものである。
【０００２】
本発明は又このようなリニアアクチュエータをピストンロッドとして使用する医療用投薬装置に関するものである。
【０００３】
伸縮式ピストンロッド形態を取るこの種のリニアアクチュエータは国際公開第９８／４７５５２号に示されている医療用投薬装置から知ることができ、これは液状薬剤を収納している収納器内のピストン用の推進装置を開示している。この装置の実施例において、第一の部品はハウジングから構成され第二の部品と中継部品はハウジングから望遠鏡のように伸びる。中継部品は管状であり、その全長に亙って第一の方向に切られた外面スレッドを有している。このスレッドはハウジング内に切られたスレッドと相補性を有している。ギアホイールはハウジングに対しては回転できるように結合され、中継部品に対しては回転せずに長手方向にスライドできるように結合されている。この事はギアホイールがハウジングに対して回転するとハウジングの内面と中継部品の外面に切られた相補型のスレッドによって中継部品が回転し、その結果中継部品がハウジングの内、或いは、外へ動くことを意味する。第二の部品は中継部品の内部に位置しており、これも管状の形を持ちその全長に亙って外面スレッドを有している。この外面スレッドは中継部品の遠端位側にある内面スレッドと相補性を有している。これらのスレッドは中継部品の外面スレッドと反対の方向に切られている。ハウジング内には非回転性でスライド可能なガイド棒が設けられており、これは中継部品を通って延びており、第二の部品の内部と回転せずにスライドして嵌合している。このようにガイド棒はハウジングと第二の部品の相互回転を防止している。
【０００４】
リニアアクチュエータのこの伸縮式移動はギアホイールの回転によって行われ、ハウジング内に設けられているスレッドと中継部品の外面スレッドの相互作用によりギアホイールは中継部品を回転させ、これにより中継部品をハウジングの外に動かす。中継部品の回転は、更に第二の部品を中継部品の外に動かす。第二の部品はハウジングに対し回転しないように構成され、又、第二の部品の外面スレッドは中継部品上に設けられている外面スレッドとは反対方向に切られているからである。このようにギアホイールの回転は中継部品の伸縮式の移動を引起し、中継部品の回転は同じように第二の部品の伸縮式の移動を引起す。
【０００５】
伸縮式ピストンロッドとして使用されている前述したリニアアクチュエータにおいて、中継部品の外側表面は第二の部品と同様のスレッドを有している。カラー模様、目盛り、名前等のある種の情報をピストンロッドの外側表面に持ちたい場合、均一でないスレッドされた表面のためこの方法では殆ど達成できない。もし情報がスレッドされた表面に適用されるとリニアアクチュエータの部品間の摩擦のため殆ど常に磨耗されてしまうことになる。
【０００６】
従って、種々の情報の盛込みと表示に適した滑らかな外側表面を持った序章に記述したタイプのリニアアクチュエータを提供することが本発明のひとつの目的である。
【０００７】
この目的は序章で述べたリニアアクチュエータを、
□第一及び第二の部品上に設けるスレッドを内面スレッドとして設けること、
□中継部品上に設けるスレッドは外面スレッドとして設けること、
□第一の部品が第二の部品に対して回転することを防止する手段は、中継部品に沿って伸びる外側の鞘部を持ち、前記鞘部が第一及び第二の部品に対し回転せず、長手方向にスライドできるように構成されること、及び、
□その駆動手段は中継部品の内部に回転せずに長手方向にスライドできる駆動軸を有すること、
のように構成する事によって達成できる。
【０００８】
これにより第一及び第二の部品或いは中継部品に沿って伸びている鞘部上にも外面スレッドは必要ないことになる。従って、これらの部品の各表面は希望するどのような形や滑らかさも持つことができるのでその上に情報を表示することができる。又、この滑らかな表面はこのタイプの先行技術による問題のリニアアクチュエータのスレッドされた表面よりも清掃が容易である。
【０００９】
出来れば、鞘部はその上に情報を表示できる広い場所を提供できる閉鎖型の円筒面を有するシリンダー形状であることが望ましい。
【００１０】
本発明によるリニアアクチュエータの第一及び第二の実施例においても第一及び第二の部品は管状であり滑らかな外側表面を有し、その表面上に情報を表示できる広い場所を提供している。
【００１１】
第一の部品は鞘部の外径より大きな内径を有し、鞘部は第二の部品の外径より大きな内径を有することが好ましい。他方、中継部品は一般に第一の部品の内面スレッドと嵌合する外面スレッドが設けられている片側の一部を除いては、第二の部品の内径よりも小さい直径を有している。本リニアアクチュエータのこの構造は、滑らかな表面だけを外側に露出する、真にテレスコープ式（伸縮式）の外観のリニアアクチュエータを提供する。このような滑らかな表面は、互いに剥き出しになっている部品間を例えばＯ―リングなどを使って密封することも可能にする。
【００１２】
本発明の第一の実施例においては通常のスレッドが使用されているが、本発明の第二の実施例においては、中継部品上の外面スレッドは循環型ボール構造のボール軌道から突き出ている複数のボールによって構成されている。この構造により中継部品と第一及び第二の部品間の摩擦はかなり減少し、スレッド結合の効率を向上させる。
【００１３】
第一及び第二の部品が相互に回転することを防止するため、鞘部は第一の部品内に設けられている長手方向の溝（細長い溝）と嵌合する少なくとも一つの外部舌部を備えていることが好ましい。他方、第二の部品は鞘部内に設けられている長手方向の溝と嵌合する少なくとも一つの外部舌部を備えていることが好ましい。
【００１４】
本発明によるリニアアクチュエータの第三の実施例においては、中継部品は交叉型スレッドを備え、第一及び第二の部品の各々は少なくとも一つの脚部を有し、この脚部は中継部品の円周に沿って相互に補完性を有している。本実施例においては、リニアアクチュエータの全体径を第一及び第二の実施例における全直径よりも小さくすることができる。スレッドされた部分の直径を第一及び第二の実施例における最小の直径に対応するレベル迄小さくできるからである。直径の減少はピッチ角度の増加をもたらし、結果的にスレッド結合の効率を向上させる。
【００１５】
第一及び第二の部品はそれぞれ９０度未満の円周沿いの幅を有する二つの脚部を持つことが好ましい。各部品において二つだけの脚部を有することは構造を単純化し、情報表示のため相対的に広い表面を提供できるからである。
【００１６】
本実施例において鞘部は第一及び第二の部品の外径よりも大きな内径を有し、他方、第一及び第二の部品の脚部と嵌合する内部溝が鞘部に設けられている。本実施例において情報を表示する広い場所を提供する鞘部は常に十分に可視可能である。鞘部は第二の部品と同様に第一の部品をも覆っているからである。
【００１７】
本発明によるリニアアクチュエータを液状薬剤を収納するカートリッジを用いている医療用投薬装置のピストンロッドとして使用する場合、第二の部品と鞘部はカートリッジの内径を越えない外径であるように構成されることが望ましい。このようにすればリニアアクチュエータの鞘部は第二の部品と同じように液状薬剤を押出すためにカートリッジの内部迄入ることができるからである。
【００１８】
医療用投薬装置の好適な実施例において、駆動軸は電動モータのような駆動機構に接続されているギアホイールを有している。
【実施例】
【００１９】
以下、図面を参照しつつより本発明を詳細に説明する。
【００２０】
本発明によるリニアアクチュエータの第一の実施例を図１及び図２に示す。本リニアアクチュエータは第一の部品１、第二の部品２、中継部品３、鞘部４、及び、駆動軸５から構成されており、これらの部品は図示されているように組立てられている。より良い図解のため、図１は第一の部品１、第二の部品２、及び、鞘部４の一部が切り取られた状態で示されており、図２においてはリニアアクチュエータの軸方向横断面に全ての部品が示されている。
【００２１】
第一の部品１は滑らかな外表面を持った管状シリンダーのような形状であり、第一の方向に切られた内面スレッド６を有している。第一の部品１の片端に蓋７があり、適切な方法で第一の部品１にしっかりと固定されている。
【００２２】
第二の部品２も一般に滑らかな外表面を持った管状シリンダーのような形状であり、第一の部品１内のスレッド６の第一の方向と反対の第二の方向に切られた内面スレッド８を有している。第二の部品２の閉じられた片端には押出し盤９が設けられている。第二の部品２は本実施例において第一の部品１よりも小さな直径を有している。
【００２３】
中継部品３も管状であり中心部を貫通する中空部１０を有している。中継部品３はその両端に第一及び第二の部品内に設けられている内面スレッド６，８のそれぞれと相補性を持った外面スレッド１１，１２を有する。即ち、スレッド１１，１２は逆の方向に切られている。中継部品３はその全長の殆どに亙って第二の部品２の内径よりも小さい直径を有しているので、第二の部品２は第二の部品２の内面スレッド８と相補性のある中継部品３の外面スレッド１２を介して中継部品３に対し伸縮可能である。中継部品３の片端にはスレッドされたより大きな直径部分があり、第一の部品１の内径にほぼ対応している。これにより中継部品３は第一の部品１の内面スレッド６と相補性を有する中継部品３の外面スレッド１１を介して第一の部品１に対し伸縮式に移動できる。
【００２４】
鞘部４は一般に閉鎖された滑らかな円筒形表面を有するシリンダー形状である。鞘部４は第一の部品１の内径とほぼ等しい外径と、第二の部品２の外径とほぼ等しい内径を有している。これにより鞘部４は第一及び第二の部品１，２のそれぞれに対し自由に伸縮移動できる。鞘部４は中継部品３内に設けられている下部を切り取った溝１４と嵌合しているビード１３を介して中継部品３の動きに追従する。
【００２５】
鞘部４の目的は中継部品３周りの滑らかな表面を露出させる事と、下述するように中継部品３が回転した時、第一及び第二の部品１、２の相互回転を防止することである。後者の機能を実現するため少なくとも一つ或いはできれば二つの長手方向の溝１５が第一の部品１の内部表面に設けられており、一方、鞘部４は溝１５と嵌合する舌部１６を有している。同様に、鞘部４の内部表面には少なくとも一つ或いはできれば二つの長手方向の溝１７が設けられており、第二の部品２は溝１７と嵌合する舌部１８を有している。このようにして鞘部４は第一及び第二の部品１、２の双方に対して回転は禁じられるが、これらに対する長手方向の移動は可能である。
【００２６】
リニアアクチュエータの可動部品間を互いに密封するためＯ-リング１９，２０が用いられ、滑らかな外側表面はこれらの部品のこの密封を容易にする。
【００２７】
上述したように、中継部品３は中央部を貫通する中空部１０を有し、図１の実施例に示されているような方形の断面を持っている。中継部品３の貫通中空部１０に伸びる駆動軸５はこれと同様の断面を持っており、回転せずにスライドして中継部品３と嵌合する。駆動軸５の外端部にはギアホイール２１が設けられている。図９を参照し後述するように、リニアアクチュエータが医療用投薬装置のような装置に伸縮可能なピストンロッドとして組込まれた場合、ギアホイール２１は電動モータに接続され、ギアホイール２１、即ち、駆動軸５を回転させる。駆動軸５は基本的に第一の部品１の長さと同等の長さを有し、その方法は図示されてはいないが第一の部品に対し軸方向に保持されている。
【００２８】
動作に際し、リニアアクチュエータはその初期状態において縮んだ状態、或いは伸張した状態であったりする。以下においては、リニアアクチュエータは最初は縮んだ状態、即ち、中継部品３、鞘部４及び第二の部品２が第一の部品１の内部にあり、押出し盤９が第一の部品１のすぐ外側にあると想定する。この状態は図示されてはいないが図１、図２を参照することにより容易に想像できる。
【００２９】
リニアアクチュエータを伸ばしたい場合、ギアホイール２１によって駆動軸５を回転し、これによって中継部品３を回転させ、第一の部品１内の内面スレッド６と中継部品３上の外面スレッド１１の嵌合によって第一の部品１から望遠鏡のように伸張する。
【００３０】
鞘部４も第一の部品１から軸に沿って移動するが、第一の部品１の内部表面上に設けられた溝１５と鞘部４の外表面上に設けられた舌部１６の噛み合わせにより回転はしない。同様の噛み合わせが鞘部４と第二の部品２の間、即ち、鞘部４の内部表面に設けられた溝１７と第二の部品２の外表面に設けられた舌部１８にも存在するので、第二の部品２も回転を避け得る。従って、中継部品３の回転は第二の部品内に設けられた内面スレッド８と中継部品３上に設けられた外面スレッド１２により第二の部品２の軸方向の移動を引起す。スレッド８，１２はスレッド６，１１と反対方向に切られているので、中継部品３の回転は第二の部品２を鞘部４から遠ざかる方向に移動させる。従って、リニアアクチュエータの総伸張量は第一の部品１に対する中継部品３の移動と中継部品３に対する第二の部品２の移動の和として決められる。
【００３１】
リニアアクチュエータを初期の縮んだ位置に戻すには、ギアホイール２１を反対方向に回転させる。これにより中継部品３と鞘部４は第一の部品１の中に、第二の部品２は鞘部４の中に移動する。
【００３２】
滑らかな表面だけを露出する本リニアアクチュエータの構造から本リニアアクチュエータは情報を表示することに特に適している。このような情報のサンプルの一つが、使用されているリニアアクチュエータ或いはその装置の製造業者を示す表示２２という形で第一の部品１に適用されている。その装置が医療用投薬装置である場合、表示２２はこの医療用投薬装置と一緒に使用すべきカートリッジ或いは薬剤を表示する場合もある。別の種類の情報を表示する場合もある。
【００３３】
本発明によるリニアアクチュエータの第二の実施例の横断面が図３に示されている。本リニアアクチュエータは図１及び図２に示されているリニアアクチュエータと基本的に同様であるが、主な違いはスレッド結合が循環型ボール構造になっていることである。
【００３４】
第二の実施例におけるリニアアクチュエータは第一の部品１０１、第二の部品１０２、中継部品１０３、鞘部１０４、及び、駆動軸１０５から構成され、これらの部品は図示されているように組立てられている。第一の部品１０１は滑らかな外表面を有するシリンダー形状であり、第一の方向に切られた準円形の内面スレッド１０６を有している。第一の部品１０１の片端には蓋部１０７が設けられており、蓋部は第一の部品１０１に適切な方法でしっかりと固定されている。第一の部品１０１の他端側には後に詳述する回転禁止リング１２２が設けられている。
【００３５】
第二の部品１０２も滑らかな外表面を有する一般的な管状シリンダー形状であり、第一の部品１０１内のスレッド１０６の第一の方向と反対の第二の方向に切られた準円形の内面スレッド１０８を有している。スレッド１０８の形状は、勿論ボール或いは他の回転体を保持できるどのような形であっても良い。
【００３６】
中継部品１０３も一般に中央部を貫通する中空部１１０を持った管状である。中継部品１０３はその両端に外面スレッド１１１，１１２を有し、これは二つの準円形のボール軌道１２３，１２４から突き出ている複数のボール１１３，１１４から構成されている。ボール軌道１２３，１２４は、その軌道範囲の殆どにおいてボール１１３，１１４の半径に相当する深さを有しており、ボール軌道１２３，１２４はこの範囲において第一及び第二の部品内に設けられている内面スレッド１０６，１０８のそれぞれと相補性がある。即ち、ボール軌道１２３，１２４のピッチとそれによる外面スレッド１１１，１１２は内面スレッド１０６，１０８のピッチのそれぞれに対応している。
【００３７】
図４及び図５に示されているように、各ボール軌道１２３，１２４は中継部品１０３の円周に沿って伸びており、ボール軌道１２３，１２４が内面スレッド１０６，１０８と相補的である範囲は約２７０度である。ボール軌道１２３，１２４の残りの約９０度においてボール軌道１２３，１２４はボール軌道１２３，１２４の深さがボール１１３，１１４の直径にまで徐々に増加して行くボール１１３，１１４の循環路を形成する。これにより循環路はボール１１３，１１４がスレッド１０６，１０８と相補性を有するボール軌道１２３，１２４の部分に帰ることを可能にする。
【００３８】
図４に示されている実施例において、ボール軌道１２３，１２４の循環路は互いに正反対に位置しているが、このことは循環型ボール構造にとって重要な要素ではない。
【００３９】
上述した第一の実施例の場合と同様に、鞘部１０４は一般に封鎖性の滑らかな円筒面を持ったシリンダー形状である。鞘部１０４は一般に上述されたものと同様の機能を有しているので、これ以上詳しくは記述しない。
【００４０】
第一の部品１０１と鞘部１０４間、及び、鞘部１０４と第二の部品１０２間の回転を防止する構造が図６に示されている。第一の部品１０１に結合されている回転防止リング１２２は舌部１１６を有し（出来ればお互いに正反対に位置する二つの舌部１１６が好ましい）、これが鞘部１０４の外表面に設けられている長手方向の溝１１５（又は複数の溝１１５）と嵌合している。同様に、鞘部１０４は舌部１１８を有し（出来ればお互いに正反対に位置する二つの舌部１１８が好ましい）、これが第二の部品１０２の外表面に設けられている長手方向の溝１１７（又は複数の溝１１７）と嵌合している。
【００４１】
本発明の第二の実施例によるリニアアクチュエータは、本発明の第一の実施例によるリニアアクチュエータと全く同じ方法で動作する。即ち、駆動軸１０５の回転が中継部品１０３を回転させ、これにより第一及び第二の部品１０１，１０２が中継部品１０３に対して望遠鏡のように移動する。循環型ボール構造によって中継部品１０３と第一及び第二の部品１０１、１０２間の摩擦はそれぞれかなり減少する。この事は駆動軸１０５を回転させるために必要とするトルクが第一の実施例の場合よりも本第二の実施例において少なくて済むことを意味する。この事は更に必然的に駆動軸１０５を駆動するモータがより小型で済み、モータと駆動軸１０５間のギア構造がより簡単に済むことを意味する。
【００４２】
本発明によるリニアアクチュエータの第三の実施例が図７及び図８に示されている。本リニアアクチュエータは第一の部品２０１、第二の部品２０２、中継部品２０３、鞘部２０４、及び駆動軸２０５から構成され、図示されているようにこれらの部品は組立てられている。より良い図解のため、図７は鞘部２０４の一部を切り取った状態で示されている。図８においては、リニアアクチュエータの軸方向横断面の中に全ての部品が示されている。
【００４３】
本実施例においては第一の部品２０１は端板２０７から突き出ている二つの脚部２０１ａ，２０１ｂを有するＵ字型の形状を持ち、この端板は第一の部品２０１を医療投薬装置のような適切な装置に組み込めるように構成されている。二つの脚部２０１ａ，２０１ｂは滑らかな外表面を持ち、内側に第一の方向に切られたスレッド２０６を有している。
【００４４】
第二の部品２０２も同じように押出し盤２０９から突き出ている二つの脚部２０２ａ，２０２ｂを有するＵ字形状を持っており、この押出し盤は本リニアアクチュエータが医療用投薬装置に取付けられている場合、カートリッジ内に設けられている例えばピストン或いはストッパーに合接するように構成されている。脚部２０２ａ，２０２ｂも滑らかな外表面を有しており、第一の部品２０１内のスレッド２０６の第一の方向と反対の第二の方向に切られた内面スレッド２０８を有している。本実施例において第一及び第二の部品２０１，２０２の内径と外径は一般に同一であることに注意されたい。
【００４５】
本実施例においても中継部品２０３は管状であり、中央部を貫通する中空部２１０を有している。中継部品２０３はそのほぼ全長に亙って同一の外径を有し、その表面は第一の方向に切られた外面スレッド２１１と外面スレッド２１２を有し、外面スレッド２１１は第一の部品２０１の内面スレッド２０６と相補性を持っており、外面スレッド２１２は第二の部品２０２の内面スレッド２０８と相補性を持っている。二つのスレッド２０６，２０８は互いに反対方向に切られているので、スレッド２０６，２０８は図７に示されているように中継部品２０３の表面上に交叉模様を形成する。
【００４６】
中継部品２０３は第一及び第二の部品２０１、２０２の内径に等しい外径を持ち、中継部品２０３上に設けられた外面スレッド２１１，２１２は第一及び第二の部品２０１，２０２上に設けられた内面スレッド２０６，２０８と嵌合しているので、第一及び第二の部品２０１，２０２は中継部品２０３を回転させることにより中継部品２０３に対し反対方向に伸縮移動できる。中継部品はその両端に中継部品２０３の通常部分の直径より小さな直径を有する円筒部２１４を有しており、これらの部分２１４は下述するように鞘部２０４の一部分を受入れるために設けられている。
【００４７】
より良い図解のため、鞘部２０４は図７においてその一部が切り取られているが、一般的には閉鎖された滑らかな円筒面を有するシリンダー形状である。鞘部２０４は第一及び第二の部品２０１，２０２の脚部２０１ａ，２０１ｂ，２０２ａ，２０２ｂの全体に亙る外径を持っているので、第一及び第二の部品２０１，２０２の脚部２０１ａ，２０１ｂ，２０２ａ，２０２ｂは鞘部２０４によって覆われている。鞘部２０４は第一の部品２０１の脚部２０１ａ，２０１ｂを回転せずにスライドして受入れる一対の長手方向の内部溝２１５と第二の部品２０２の脚部２０２ａ，２０２ｂを回転せずにスライドして受入れる一対の長手方向の内部溝２１７を有している。
【００４８】
鞘部２０４は更にその両端に内側に向かって突き出た突起部２１３を有し、これは中継部品２０３の円筒部２１４と相補的な中央空間を定めている。これらの突起部２１３と円筒部２１４の組合わせにより鞘部２０４が中継部品２０３に対して軸方向に移動することを防止することができる。
【００４９】
鞘部２０４の目的は中継部品２０３周りの滑らかな表面を露出する事、及び、中継部品２０３が下述するように回転した時に、第一及び第二の部品２０１，２０２が互に回転してしまうことを防止することである。この後者の機能は第一及び第二の部品２０１，２０２の脚部２０１ａ，２０１ｂ，２０２ａ，２０２ｂを受入れる長手方向の内部溝２１５，２１７によって行われる。このように鞘部２０４は第一及び第二の部品２０１，２０２の双方に対し回転することから守られる一方、長手方向に移動することは可能である。
【００５０】
上述したように中継部品２０３は中央部を貫通する中空部２１０を有し、これは図７に示す実施例に示されているような方形の断面を有している。中継部品２０３の貫通している中空部２１０の中に伸びている駆動軸２０５は同一の断面を有し、これは中継部品２０３に対し非回転的にスライド嵌合することが出来る。本リニアアクチュエータ２０５の外端部はギアホイール２２１を有している。図９を参照し後述するように、リニアアクチュエータが医療用投薬装置のような装置に組み込まれている場合、ギアホイール２２１はギアホイール２２１と駆動軸２０５を回転させる電動モータに接続されている。駆動軸２０５は第一の部品２０１の長さと基本的に同様の長さを持ち、その方法は図示されてはいないが第一の部品２０１の軸方向に保持される。
【００５１】
動作に際し、リニアアクチュエータはその初動状態において収縮した状態、或いは、伸張した状態にある場合がある。以下、リニアアクチュエータはその初動状態において、第一及び第二の部品２０１，２０２の脚部２０１ａ，２０１ｂ，２０２ａ，２０２ｂが中継部品２０３の全長を覆っている収縮状態であると想定する。この事は第一及び第二の部品２０１，２０２の脚部２０１ａ，２０１ｂ，２０２ａ，２０２ｂの各々が９０度未満の円周沿いの幅を持ち、第一及び第二の部品２０１，２０２が互いに９０度回転しているから可能となる。この初動位置状態においては、鞘部２０４は中継部品２０３と同じように、第一及び第二の部品２０１，２０２を覆っている。押出し盤２０９は鞘部２０４の外側のすぐ近くに位置している。この状態は図示されていないが図７及び図８から容易に想像できる。
【００５２】
リニアアクチュエータを伸ばしたい場合には、駆動軸２０５をギアホイール２２１によって回転させる。これは中継部品２０３の回転を引起し、これによって中継部品２０３は第一の部品２０１に対し外側に向かって望遠鏡のように動く。第一の部品２０１の内面スレッド２０６と中継部品２０３上の外面スレッド２１１が嵌合しているからである。
【００５３】
鞘部２０４も第一の部品２０１に対し軸方向に移動する。鞘部２０４は中継部品２０３に追従し、鞘部２０４に設けられている内部溝２１５と第一の部品２０１の脚部２０１ａ，２０１ｂが噛み合っているため、鞘部２０４は回転しないからである。同様な嵌合が鞘部２０４と第二の部品２０２、即ち、鞘部２０４に設けられている内部溝２１７と第二の部品２０２の脚部２０２ａ，２０２ｂ間に存在するので、第二の部品２０２も回転を免れる。従って、第二の部品２０２内に設けられている内面スレッド２０８と中継部品２０３上に設けられている外面スレッド２１２により中継部品２０３の回転は第二の部品２０２の軸方向への移動を引起す。スレッド２０８，２１２はスレッド２０６，２１１と反対方向に切られているので、中継部品２０３の回転は第二の部品２０２が鞘部２０４から離れて移動することを引起す。従って、リニアアクチュエータの最大長は第一の部品２０１に対する中継部品２０３の移動距離と中継部品２０３に対する第二の部品２０２の移動距離の和として決められる。
【００５４】
リニアアクチュエータをその初期収縮位置に戻したい場合には、ギアホイール２２１を反対の方向に回転させる。これにより中継部品２０３と鞘部２０４は第一の部品２０１に対し後方に移動し、第二の部品２０２は中継部品２０３と鞘部２０４に対し後方に移動する。
【００５５】
図７及び図８に示されている本実施例によるリニアアクチュエータにおいて、第二の部品２０２の片側の脚部２０２ｂ上に目盛２２２が表示されている。この目盛２２２はリニアアクチュエータの伸びを示すか、或いは、これが医療用投薬装置内のピストンロッドとして使用されている場合には、このリニアアクチュエータによってカートリッジから押出された液状薬剤の量を示す。
【００５６】
本発明に則り図１ないし図８の実施例に示されているリニアアクチュエータは、医療用投薬装置やリフトジャッキーのピストンロッド、或いは、リニアアクチュエータを使用した他の応用品のような多くの多様な装置に使用され得る。このような用途の一例が図９に示されている。この中で図７及び図８に示されている第三の実施例によるリニアアクチュエータは収納器又はカートリッジ内に収納されている液状薬剤を投与する医療用投薬装置３００内のピストンロッドとして使用されている。
【００５７】
医療用投薬装置３００はバッテリ３０２から動力を供給される電動モータ３０１を有し、これは幾つかのギアホイール３０３を経てリニアアクチュエータのギアホイール２２１に接続されている。リニアアクチュエータは端板２０７によって、その方法は図示されてはいないが医療用投薬装置３００に取り付けられる。
【００５８】
医療用投薬装置３００は更に側壁を有するカートリッジ３０４を持っている。より良い図解のためこの側壁は部分的に切り取られている。このカートリッジは交換可能なシリンダー状の収納器を有し、この収納器はその片端に刺し貫き可能な隔膜３０５と収納器内にピストン或いはストッパー３０６を有している。このピストン３０６の位置はカートリッジ３０４がほぼ空になった状態を示しており、初めはこのピストンの位置はカートリッジの反対側となっている。
【００５９】
使用に際し、医療用投薬装置３００に添付されている中空針が隔膜３０５を刺し貫く。それから電動モータ３０１が起動され、ギアホイール３０３、２２１を使って駆動軸２０５を回転させる。これによりリニアアクチュエータは上述のように伸張し、希望する液状薬剤の量が中空針を通して押出される。カートリッジ３０４を交換する際は、電動モータ３０１を逆方向に回転させることによってリニアアクチュエータが収縮する。
【００６０】
液状薬剤のためのカートリッジ３０４は通常、ガラスやプラスチックのような透明物質を素材とすべき事に注意を要する。リニアアクチュエータをカートリッジ３０４の壁を通して可視可能とするためである。従って、リニアアクチュエータ上に設けられた情報は通常ユーザによって可視可能であり、本発明によるリニアアクチュエータは上述したようにこのような情報を表示する際に特に適している。
【００６１】
図１ないし図８を参照している上述の実施例において鞘部４、１０４，２０４は閉鎖形のシリンダー状の外表面を有しているけれども、これは場合によっては必要がないことを申し述べて置きたい。鞘部は必要に応じて外表面に開口部を持つ場合もある。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】図１は本発明によるリニアアクチュエータの第一の実施例の部分的断面を示す。
【図２】図２は本発明によるリニアアクチュエータの第一の実施例の横断面を示す。
【図３】図３は本発明によるリニアアクチュエータの第二の実施例の横断面を示す。
【図４】図４は本発明によるリニアアクチュエータの第二の実施例の中継部品の終端面を示す。
【図５】図５は本発明によるリニアアクチュエータの第二の実施例の中継部品の側面を示す。
【図６】図６は本発明によるリニアアクチュエータの第二の実施例の外観を示す。
【図７】図７は本発明によるリニアアクチュエータの第三の実施例の部分的断面を示す。
【図８】図８は本発明によるリニアアクチュエータの第三の実施例の横断面を示す。
【図９】図９は本発明の第三の実施例によるリニアアクチュエータをピストンロッドとして使用している医療用投薬装置の部分的断面を示す。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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