(57)【要約】【課題】製造コストや使用に伴うコストの低減を図ることができ、かつ、駆動部が備えるシャフトの着脱を簡便かつ容易に行うことが可能な利便性に優れる薬液投与装置を提供する。【解決手段】  第１のハウジング１０は、第１のネジ部１５が形成された回転可能なシャフト１３を備える駆動部１１を保持しており、第２のハウジング２０は、薬液を貯蔵する薬液貯蔵部４０と、薬液貯蔵部に流体連通され生体内に導入された状態で薬液を投与する薬液投与部５０と、往復動に伴い薬液貯蔵部から薬液投与部へ薬液を送出する送出ピストン５２と、シャフトが係脱自在な第２のネジ部８２が形成されシャフトの回転を送出ピストンの往復動に変換する軸受部８１と、を保持しており、軸受部は、第２のネジ部内へシャフトを受容するための開口部９１を有しており、第１のハウジングと第２のハウジングが組み付けられた際に、シャフトと第２のネジ部は周方向の半周以上の範囲で係合する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のネジ部が形成された回転可能なシャフトを備える駆動部を保持する第１のハウジングと、
薬液を貯蔵する薬液貯蔵部、前記薬液貯蔵部に流体連通され生体内に導入された状態で前記薬液を投与する薬液投与部、往動または往復動に伴い前記薬液貯蔵部から前記薬液投与部へ前記薬液を送出する薬液送出部、および前記シャフトが係脱自在な第２のネジ部が形成され前記シャフトの回転を前記薬液送出部の往動または往復動に変換する変換部を保持し、前記第１のハウジングに着脱可能な第２のハウジングと、を有しており、
前記変換部は、前記第２のネジ部内へ前記シャフトを受容するための開口部を有しており、
前記第１のハウジングと前記第２のハウジングが組み付けられた際に、前記シャフトと前記第２のネジ部は周方向の半周以上の範囲で係合する、薬液投与装置。
【請求項２】
前記シャフトと前記第２のネジ部が周方向の半周以上の範囲で係合する部分の径方向における噛み合い寸法は、０．１５０ｍｍ以上、０．２５０ｍｍ未満である、請求項１に記載の薬液投与装置。
【請求項３】
前記変換部は、前記開口部に連なって形成され当該開口部の外方に広がるガイド溝を有する請求項１または請求項２に記載の薬液投与装置。
【請求項４】
前記薬液送出部は、往復動に伴い前記薬液貯蔵部内から前記薬液を吸引して送出するピストンを有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の薬液投与装置。
【請求項５】
前記薬液送出部は、往動に伴い前記薬液貯蔵部内の薬液を圧送する押し子を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の薬液投与装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体内へ薬液を投与するために使用される薬液投与装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インスリンなどの薬液を投与する装置として、投与対象となる患者や被検者の皮膚に取り付けられた状態で経時的に薬液を投与する携帯型の投与装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、薬液が貯蔵された薬液容器と、薬液容器内から薬液を圧送するプランジャを備える注入手段と、プランジャを薬液容器内で移動させる駆動力を発生させる駆動部と、を有する薬液投与装置が記載されている。
【０００４】
この投与装置においては、駆動部となるモータに備えられたシャフトの回転をプランジャの往復動に変換することにより、プランジャの移動量に応じた量の薬液を生体内へ注入することが可能になっている。プランジャには駆動部が備えるシャフトの外面に形成されたネジ部と螺合可能に構成されたナット部材が設置されている。薬液を注入する際は、シャフトとナット部材とを螺合させた状態で駆動部を動作させてシャフトを回転させる。すると、その回転量に応じた分だけプランジャが移動して、所定量の薬液が薬液容器から送り出される。
【０００５】
上記の投与装置では、分割された２つのハウジングによって各種の構成部材が保持されている。一方のハウジングは、繰り返して使用可能なリユース用のハウジングとして使用され、他方のハウジングは、廃棄可能なディスポーザル用のハウジングとして使用されている。例えば、リユース用のハウジングには、比較的高価な駆動部や各種の電子部品等が搭載されており、ディスポーザル用のハウジングには、薬液などに直接接触するプランジャ等が搭載されている。このように、比較的高価な構成部材と、所定期間の使用後に廃棄される構成部材とを異なるハウジングにそれぞれ搭載させて一部の構成部材を再利用可能とすることにより、装置の製造コストや使用に伴うコストの低減を図ることを可能にしている。
【０００６】
ここで、上記の投与装置においては、各ハウジングが保持する構成部材同士の機械的な連結が行われる連結部分は、一方のハウジング側では駆動部のシャフトとし、他方のハウジング側ではプランジャに設置されたナット部材としている。これは、前述したように、駆動部をリユースする部材とし、プランジャを廃棄する部材としているためである。さらに、この投与装置においては、シャフトとナット部材との着脱作業を容易に行い得るように、ナット部材にはシャフトを受容するためのＵ字形の開口部が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−５６２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように、ナット部材に開口部を形成すれば、ナット部材へのシャフトの着脱は容易に行い得るとも考えられる。
【０００９】
しかしながら、ナット部材に開口部を形成すると、シャフトに形成されたネジ部とナット部材のネジ溝との接触面積（螺合する面積）が減少するため、シャフトとナットを係合する係合力が弱まり、シャフトがナット部材から外れ易くなってしまう。また、これを防ぐために、過剰に押し付け力を付与して取り付けを行うと、シャフトに歪みやねじれが生じてしまい、シャフトのトルク伝達性が損なわれるという問題が発生する。このため、シャフトの着脱作業には過度な注意を払うことが必要となっており、着脱作業に要する手間が多大なものとなっている。
【００１０】
本発明は、上記のような点を鑑みてなされたものであり、製造コストや使用に伴うコストの低減を図ることができ、かつ、駆動部が備えるシャフトの着脱を簡便かつ容易に行うことが可能な利便性に優れる薬液投与装置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】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明に係る薬液投与装置は、第１のネジ部が形成された回転可能なシャフトを備える駆動部を保持する第１のハウジングと、薬液を貯蔵する薬液貯蔵部、前記薬液貯蔵部に流体連通され生体内に導入された状態で前記薬液を投与する薬液投与部、往動または往復動に伴い前記薬液貯蔵部から前記薬液投与部へ前記薬液を送出する薬液送出部、および前記シャフトが係脱自在な第２のネジ部が形成され前記シャフトの回転を前記薬液送出部の往動または往復動に変換する変換部を保持し、前記第１のハウジングに着脱可能な第２のハウジングと、を有しており、前記変換部は、前記第２のネジ部内へ前記シャフトを受容するための開口部を有しており、前記第１のハウジングと前記第２のハウジングが組み付けられた際に、前記シャフトと前記第２のネジ部は周方向の半周以上の範囲で係合する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る薬液投与装置によれば、駆動部が保持された第１のハウジングがリユース可能な構成部材となるため、薬液貯蔵部等が保持された第２のハウジングを必要に応じて廃棄するような場合においても、第１のハウジングを使い回すことができ、駆動部を廃棄することにより生じる製造コストの増加や使用に伴うコストの増加を抑えることが可能になる。これに加えて、シャフトの回転を薬液送出部の往動または往復動に変換する変換部にシャフトを受容するための開口部を有しており、さらに、シャフトに形成された第１のネジ部と変換部に形成された第２のネジ部とが周方向の半周以上の範囲で係合するように構成されているため、シャフトのトルク伝達性が損なわれることがなく、またシャフトの着脱を簡便かつ容易に行うことができる。
【００１３】
また、シャフトと第２のネジ部が周方向の半周以上の範囲で係合する部分の径方向における噛み合い寸法を、０．１５０ｍｍ以上、０．２５０ｍｍ未満にすることにより、シャフトと第２のネジ部との着脱容易性を維持しつつ、シャフトのトルク伝達性を高めることが可能になる。
【００１４】
また、開口部に連なって形成され開口部の外方に広がるガイド溝を変換部に形成することにより、ガイド溝を介してシャフトを第２のネジ部まで容易に案内することが可能になるため、第２のネジ部に対するシャフトの係合をより一層円滑に行うことが可能になる。
【００１５】
また、薬液送出部が往復動に伴い薬液貯蔵部内から薬液を吸引して送出するピストンを有する場合、ピストンの移動を利用して薬液を送出することが可能になるため、薬液投与部へ薬液をより好適に送り込むことが可能になる。
【００１６】
また、往動に伴い薬液貯蔵部内の薬液を圧送する押し子を有する場合、押し子の移動量を操作することで、薬液投与部へ薬液を送り込む量を微調整することが可能になるため、より一層利便性に優れた装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る薬液投与装置の分解斜視図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る薬液投与装置の全体構成を説明するための図であって、（Ａ）は、薬液投与装置が備える第１のハウジングと第２のハウジングを組み付けた状態を示す外観斜視図、（Ｂ）は、薬液投与装置を簡略化して示す平面図である。
【図３】第１実施形態に係る薬液投与装置が備える第１のハウジングと第２のハウジングを組み付ける様子を簡略化して示す断面図である。
【図４】図４は、薬液貯蔵部の構成を示す略線図であって、（Ａ）は、薬液貯蔵部かが薬液を送出する前の状態を示す図、（Ｂ）は、薬液貯蔵部が薬液を送出した際の様子を示す図である。
【図５】図５は、薬液送出機構の構成を説明するための略線図であって、（Ａ）は、薬液送出部が引戻位置にある様子を示す図、（Ｂ）は、薬液送出部が押切位置にある様子を示す図である。
【図６】図６は、駆動部の構成を説明するための略線図であって、（Ａ）は、薬液送出部が引戻位置に移動した様子を示す平面図、（Ｂ）は、駆動部を示す側面図、（Ｃ）は、薬液送出部が押切位置に移動した様子を示す平面図である。
【図７】図７は、第１のネジ部と第２のネジ部を説明するための図であって、（Ａ）は、第２のネジ部に第１のネジ部を係合させる様子を示す斜視図、（Ｂ）は、変換部を後端側から見た様子を示す斜視図、（Ｃ）は、第１のネジ部と第２のネジ部が係合する部分の寸法関係を説明するための図である。
【図８】第２実施形態に係る薬液投与装置の外観斜視図である。
【図９】第２実施形態に係る薬液投与装置の構成を説明するための図であって、（Ａ）は、薬液投与装置の平面図、（Ｂ）は、変換部を示す斜視図である。
【図１０】実施例の各条件を説明するための図であって、（Ａ）は、実施例で使用したナットおよびシャフトを示す図、（Ｂ）は、実施例で使用したナットの種類を示す図である。
【図１１】実施例の結果を示す図である。
【図１２】実施例の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
【００１９】
＜第１実施形態＞
図１〜図７は、第１実施形態に係る薬液投与装置の各部の構成の説明に供する図である。具体的には、図１〜図３には、薬液投与装置の全体構成が示されており、図４〜図７には、薬液投与装置の薬液貯蔵部、薬液送出部、駆動部等の各部の構成が示されている。なお、図中に付されたＸ軸は、薬液投与装置の長手方向を示し、Ｙ軸は、薬液投与装置の短手方向を示し、Ｚ軸は、薬液投与装置の厚み方向を示している。
【００２０】
概説すると、図１に示すように、薬液投与装置１００は、第１のハウジング１０と、第１のハウジング１０に着脱自在な第２のハウジング２０と、を有している。
【００２１】
図１、図３に示すように、第１のハウジング１０は、第１のネジ部１５が形成された回転可能なシャフト１３を備える駆動部１１を保持する。
【００２２】
図１、図２（Ｂ）、図６（Ａ）に示すように、第２のハウジング２０は、薬液を貯蔵する薬液貯蔵部４０と、薬液貯蔵部４０に流体連通され生体内に導入された状態で薬液を投与する薬液投与部５０と、往復動に伴い薬液貯蔵部４０から薬液投与部５０へ薬液を送出させる送出ピストン５２（「薬液送出部」に相当する）と、シャフト１３が係脱自在な第２のネジ部８２が形成されシャフト１３の回転を送出ピストン５２の往復動に変換する軸受部８１（「変換部」に相当する）と、を保持する。
【００２３】
そして、図７（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、軸受部８１は、第２のネジ部８２内へシャフト１３を受容するための開口部９１を有しており、第１のハウジング１０と第２のハウジング２０を組み付けた際に、シャフト１３と第２のネジ部８２は周方向の半周以上の範囲で係合する。
【００２４】
まず、薬液投与装置の全体構成を説明する。
【００２５】
図１、図２（Ａ）、図２（Ｂ）に示すように、薬液投与装置１００は、使用者の皮膚に貼り付けることにより保持されて使用される携帯型の装置として構成されている。
【００２６】
第１のハウジング１０は、略矩形の箱状の外形で形成されている。第１のハウジング１０の上面には、第１のハウジング１０の取り扱いを容易にするための取手部３３が設けられる。
【００２７】
第２のハウジング２０の外側面には、第１のハウジング１０の収容空間２２に形成されたリブ３４に嵌合する保持溝１６が形成されている。第２のハウジング２０の前面には、駆動部１１が備えるシャフト１３が配置される保持穴３５が形成されている。この保持穴３５を設けることにより、第１のハウジング１０と第２のハウジング２０を略鉛直方向に相対的に接近・離反移動させることで着脱を行うことを可能にしている。
【００２８】
第２のハウジング２０には、第１のハウジング１０を受容するための開口部２１と、第２のハウジング２０が配置される収容空間２２と、薬液投与部５０が備える留置針５０ａを出没自在に操作するための押込部２３とが設けられている。
【００２９】
図３に示すように、第１のハウジング１０に形成された開口部２１を介して第２のハウジング２０を収容空間２２内に配置することにより、第１のハウジング１０と第２のハウジング２０を組み付けて一体化させることが可能になっている。後述するように、組み付けを行う際には、第２のハウジング２０に保持された軸受部８１に形成された第２のネジ部８２と、第１のハウジング１０に保持された駆動部１１のシャフト１３に形成された第１のネジ部１５とが係合する（図７（Ａ）を参照）。また、組み付けた際には、第１のハウジング１０に形成されたリブ３４と第２のハウジング２０に形成された保持溝１６とが嵌合し、両ハウジング１０、２０に位置ずれが生じることが防止される。
【００３０】
図１、図２（Ａ）に示すように、薬液投与装置１００には、所定の蓋７４が備えられる。蓋７４は、第２のハウジング２０の上面を覆うように配置される。蓋７４は、前面側に突出して形成された爪部７５を第２のハウジング２０の上面の内縁に引っ掛けることにより第２のハウジング２０に保持されるように構成されている。
【００３１】
薬液投与装置１００の外形寸法は、使用者の皮膚に貼り付けることが可能であれば特に限定されないが、例えば、長手方向の寸法（縦）が４４ｍｍ、短手方向の寸法（横）が３２ｍｍ、厚みの寸法（高さ）が１１ｍｍ程度に形成される。
【００３２】
第２のハウジング２０の裏面（底面）には、例えば、両面テープなどによって構成される貼り付け部を設けることができる。薬液投与装置１００は、この貼り付け部が使用者の皮膚に貼り付けられることによって使用者の生体表面に保持される。
【００３３】
図２（Ａ）、図３に示すように、第２のハウジング２０に設けられた押込部２３は、第２のハウジング２０内へ押し込まれる押し込み操作により、薬液投与部５０が備える留置針５０ａを第２のハウジング２０の内部から突出させるように構成されている。図２（Ａ）には、押込部２３の押し込み操作によって留置針５０ａが突出された様子が示される。
【００３４】
このように、薬液投与装置１００においては、生体に穿刺した状態で生体内に留置される留置針５０ａを介して生体内へ薬液を投与するように構成されているが、例えば、ガイド針およびカテーテルからなる留置針、穿刺針や、各種のカテーテルなどを利用して薬液を投与するように構成することも可能である。
【００３５】
図２（Ｂ）に示すように、第１のハウジング１０には、駆動部１１の他に、装置全体の動作を統轄的に制御する制御部として機能する制御回路３６と、回路基板や電源等の各種の電子部品３７が保持されている。一方、第２のハウジング２０には、薬液投貯蔵部４０、薬液投与部５０、後述する薬液送出機構５１、薬液送出部５２、軸受部８１等が保持されている。
【００３６】
ここで、薬液投与装置１００においては、第１のハウジング１０を再利用可能なリユース部とし、第２のハウジング２０を廃棄可能なディスポーザル部としている。このため、例えば、薬液貯蔵部４０内の薬液が消費された場合や、生体表面に装置を取り付けた後に入浴等の何らからの事情で取り外さなくてはならなくなった場合に、第２のハウジング１０を取り外して、そのまま廃棄することができる。このため、薬液や生体の皮膚が直接的に接触し得る各構成部材（接液部）を保持する第２のハウジング２０を廃棄する一方で、薬液や生体の皮膚には直接接触されず、かつ比較的高価な駆動部１１や電子部品３７等が保持される第１のハウジング１０は再利用することができる。
【００３７】
図２（Ｂ）を参照して、薬液の流通経路を簡単に説明する。
【００３８】
薬液貯蔵部４０に保持された薬液は、吸込管７１を介して薬液送出機構５１へ送られる。そして、薬液送出機構５１を経由した後、送出管７２を介して薬液投与部５０へ送られる。詳細については後述するが、薬液貯蔵部４０から薬液投与部５０への薬液の送出は、駆動部１１が備えるシャフト１３の動作に連動した送出ピストン５２の往復動によって駆動される。
【００３９】
次に、薬液貯蔵部の構成について説明する。
【００４０】
図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示すように、薬液貯蔵部４０は、円筒形状に形成される外筒４１と、外筒４１内に挿入された薬液ピストン４２と、外筒４１と薬液ピストン４２とにより区画される貯蔵空間４３と、を有している。薬液は、貯蔵空間４３内に貯蔵される。
【００４１】
外筒４１は、円筒形状の本体部４４の先端に当該先端を塞ぐ先端部４５を有している。なお、外筒４１の本体部４４と先端部４５は一体的に形成されている。
【００４２】
外筒４１の先端部４５には、貯蔵空間４３の外部まで貫通された開口を有する中空の突出部４７が突設されている。また、この突出部４７と本体部４４の内壁面との間には、所定の内接空間４６が区画される。
【００４３】
外筒４１の先端部４５には、突出部４７と反対の方向に突出した接続ポート４８が形成される。接続ポート４８には、吸込管７１が接続される。薬液貯蔵部４０は、この吸込管７１を介して後述するように薬液送出機構５１に連通される（図５（Ａ）、図５（Ｂ）を参照）。
【００４４】
外筒４１の本体部４４には、突出部４７よりも貯蔵空間４３の内部へ突出した規制部４９が設けられる。
【００４５】
薬液ピストン４２は、先端部４５とは反対側（後端側）から外筒４１内に挿入される。そして、薬液ピストン４２は、本体部４４の内周面に当接するように配置される。これにより、薬液ピストン４２は、本体部４４の軸方向に沿って液密に摺動可能に配置される。薬液ピストン４２は、例えば、直径が規制部４９の内径よりも大きく形成される。
【００４６】
薬液貯蔵部４０の薬液貯蔵空間４３への薬液の注入は、図４（Ｂ）に示すように、薬液ピストン４２が最も先端部４５側に位置する状態で行われる。具体的には、薬液ピストン４２が規制部４９に当接した状態で、所定の注入口（図示省略）からバイアル等に貯蔵された薬液を注入させる。
【００４７】
そして、図４（Ａ）に示すように、薬液が注入されるに連れて薬液ピストン４２が後端側へ移動する。薬液は、例えば、所定量（例えば２ｍｌ）だけ注入される。
【００４８】
薬液貯蔵部４０は、後述する薬液送出機構５１により薬液を体内に送出する際、当該薬液送出機構５１によって駆動される吸引圧によって薬液ピストン４２が先端部４５側へ移動する。そして、吸込管７１内へ薬液を送出する。薬液貯蔵部４０は、薬液ピストン４２が突出部４７に当接するまで薬液を送出する。
【００４９】
なお、薬液貯蔵部４０では、貯蔵空間４３内に気泡が存在している場合、当該気泡の殆どは壁面に付着される。したがって、薬液貯蔵部４０では、薬液ピストン４２が移動して薬液を送出する際に、本体部４４の側面に付着した気泡は薬液ピストン４２により押されながら移動する。その結果、薬液ピストン４２が規制部４９に当接した際に、内接空間４６に気泡が溜まるので、外部に気泡が送出されることを防止できる。
【００５０】
次に、薬液送出機構について説明する。
【００５１】
図５（Ａ）に示すように、薬液送出機構５１は、送出ピストン５２と、シリンダ部５３と、第１および第２の蓋部材６１ａ、６１ｂと、第１および第２の一方向弁６６ａ、６６ｂとを有している。
【００５２】
送出ピストン５２は、例えば直径が１．０３ｍｍで形成される。また、後述する往復機構８０により駆動されてシリンダ部５３に形成された中空の内部空間５４内を所定のストロークで摺動する。送出ピストン５２の材質としては、例えば、ステンレス鋼、銅合金、アルミ合金、チタン材、ポリプロピレンやポリカーボネートなどの熱可塑性エラストマー等が挙げられる。
【００５３】
シリンダ部５３の内部には、内部空間５４と直交して延在する流路５５が内部を貫通するようにして形成されている。
【００５４】
シリンダ部５３には、当該シリンダ部５３と送出ピストン５２との間で薬液の漏洩を防止するシール部材６３と、シール部材６３を固定するシール部材固定部６４とが設けられる。このシール部材６３としては、例えば、弾性部材等からなる公知のＸリングを使用することができる。
【００５５】
シリンダ部５３の内部に形成された流路５５は、例えば、横幅が内部空間５４の径と同じ長さで形成さ、高さが横幅よりも短い長方形の断面に形成される。
【００５６】
シリンダ部５５に形成された内部空間５４および流路５５の表面には、例えば、親水性加工が施される。親水性加工として、例えばプラズマ処理や界面活性剤（ステアリン酸ナトリウム）の塗布等が適応される。なお、送出ピストン５２の先端面（上面）にも親水性加工を施してもよい。
【００５７】
各蓋部材６１ａ、６１ｂは、所定の固定部材６５を介してシリンダ部５３の側面にそれぞれ固定されている。
【００５８】
第１の蓋部材６１ａには、シリンダ部５３に形成された流路５５と対向する位置に、当該流路５５に連通する第１の流路６７ａが設けられる。同様に、第２の蓋部材６１ｂには、シリンダ部５３の流路５５と対向する位置に、当該流路５５に連通する第２の流路６７ｂが設けられる。
【００５９】
第１の蓋部材６１ａに形成された第１の流路６７ａの一端は、シリンダ部５３の流路５５に接続される。また、第１の流路６７ａの他端は、吸込管７１に接続される。これにより、吸込管７１と第１の流路６７ａが連通される。
【００６０】
第２の蓋部材６１ｂに形成された第２の流路６７ｂの一端は、シリンダ部５３の流路５５に接続される。また、第２の流路６７ｂの他端は、送出管７２に接続される。これにより、送出管７２と第２の流路６７ｂが連通される。
【００６１】
第１の蓋部材６１ａに形成された第１の流路６７ａとシリンダ部５３の流路５５との間には、第１の一方向弁６６ａが設けられる。また、第２の蓋部材６１ｂに形成された第２の流路６７ｂとシリンダ部５３の流路５５の間には、第２の一方向弁６６ｂが設けられる。
【００６２】
第１の一方向弁６６ａは、第１の蓋部材６１ａの第１の流路６７ａからシリンダ部５３の流路５５へ流れる薬液を通過させる一方で、シリンダ部５３の流路５５から第１の蓋部材６１ａの第１の流路６７ａへの薬液の流通を阻止する。
【００６３】
第２の一方向弁６６ｂは、シリンダ部５３の流路５５から第２の蓋部材６１ｂの第２の流路６７ｂへ流れる薬液を通過させる一方で、第２の蓋部材６１ｂの第２の流路６７ｂからシリンダ部５３の流路５５への薬液の流通を阻止する。
【００６４】
第１の一方向弁６６ａおよび第２の一方向弁６６ｂとしては、例えば、アンブレラ弁が適応される。
【００６５】
送出ピストン５２は、薬液貯蔵部４０から生体内へ薬液を送出する際、送出ピストン５２が最も押し込まれる位置（以下、「押切位置」とも呼ぶ。図５（Ｂ）を参照。）から最も引き戻される位置（以下、「引戻位置」とも呼ぶ。図５（Ａ）を参照。）へ移動する。そして、この移動に伴って、薬液貯蔵部４０内の内圧が減少して、薬液貯蔵部４０に貯蔵された薬液が内部空間５４内へ吸い出される。また、送出ピストン５２が引戻位置から押切位置に移動されことにより、内部空間５４に吸い出された薬液を生体内へ送出する。
【００６６】
送出ピストン５２が一往復する動作で、例えば、約１〜２μＬの薬液を使用者の体内に投与するように構成することができる。そして、この動作を設定された周期及び間隔で繰り返し行うことにより、所望の投与速度及び投与量で薬液を使用者に投与できる。
【００６７】
次に、往復機構について説明する。
【００６８】
往復機構８０は、送出ピストン５２を押切位置と引戻位置の間で往復動させる。この往復機構８０は、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、駆動部１１と、軸受部８１と、カップリング８３と、軸受支持部８４と、を有している。
【００６９】
駆動部１１としては、例えば、シャフト１３を回転させるように作動する公知の電気モータ等を使用することができる。
【００７０】
往復機構８０の各部は、例えば、所定の土台部８７の上に載置される。また、駆動部１１は、例えば、後端側が駆動部支持部８８に保持され、先端側が駆動部固定板８９に保持された状態で土台部８７に設置される。なお、駆動部固定板８９は、固定板支持部９０により土台部８７上で支持されている。
【００７１】
駆動部１１のシャフト１３は、円柱形状の外形を有しており、駆動部固定板８９側から軸受部８１側へ突出するように配置される。ここで、シャフト１３の外周面には、第１のネジ部１５となるネジ山が形成されている（図７（Ａ）を参照）。
【００７２】
軸受部８１は、駆動部１１の軸方向に沿って細長い略直方体状で内部が中空に形成されている（図７（Ｂ）を参照）。軸受部８１は、略直方体状の短辺に相当する側面中央に、駆動部１１のシャフト１３が係脱自在（螺合自在）な第２のネジ部８２となるネジ溝が形成されている。
【００７３】
軸受部８１において第２のネジ部８２が形成された面と対向する面の外側には、カップリング８３が設置されている。このカップリング８３を介して送出ピストン５２とシャフト１３とが同軸上に接続されている。
【００７４】
軸受部８１は、軸受支持部８４によって支持されている。カップリング８３としては、例えば、シャフト１３と送出ピストン５２との軸方向のずれを緩衝するものが適応される。
【００７５】
図６（Ａ）、図６（Ｃ）に示すように、駆動部１１が駆動することによりシャフト１３が回転すると、シャフト１３が送りねじとして機能し、シャフト１３に係合された軸受部８１が軸方向に移動する。軸受部８１の移動によって送出ピストン５２は軸方向に往復動し、薬液送出機構５１のシリンダ部５３に形成された内部空間５４内を摺動する。なお、図６（Ａ）、図６（Ｂ）においては、送出ピストン５２が引戻位置にある状態を示し、図６（Ｃ）においては送出ピストン５２が押切位置にある状態を示す。
【００７６】
ここで、駆動部１１のシャフト１３と送出ピストン５２を同軸上に配置しているため、シャフト１３が回転することにより軸受部８１に加えられる力と、当該力により送出ピストン５２に加えられる力とが同一の方向に付与される。このため、送出ピストン５２の推力の損失の低減が図られる。したがって、送出ピストン５２はシリンダ部５３の内部空間５４内で安定したストローク距離で摺動する。また、送出ピストン５２の推力の損失がなくなることにより、より小さい力で送出ピストン５２を駆動することができるため、駆動部１１や駆動部１１を起動させるためのバッテリ等を小さくすることができ、装置全体を小型化することができる。なお、送出ピストン５２の外周面には、摺動抵抗を減らすためにダイヤモンドライクカーボンなど、所定のコーティング材を付加してもよい。
【００７７】
薬液投与装置１００では、図５（Ｂ）に示すように、シール部材６３とカップリング８３との間をチューブ状の柔軟性を有するフィルム８５で覆っている。フィルム８５の材質としては、例えばポリエチレン等が適応される。
【００７８】
フィルム８５は、Ｏリングでなるフィルム固定部８６により、シール部材固定部６４とカップリング８３とにそれぞれ固定されている。
【００７９】
フィルム８５は、柔軟性を有しているため、図５（Ａ）に示すように送出ピストン５２が引戻位置にある状態から、図５（Ｂ）に示すように送出ピストン５２が押切位置にある状態にわたって、送出ピストン５２を常時覆った状態に維持する。このため、薬液投与装置１００では、送出ピストン５２をフィルム８５外の空気に触れることなくシリンダ部５３の内部空間５４内で摺動させることができる。これにより薬液投与装置１００は、内部空間５４内に入り込むピストンの清潔性をより一層好適に保持することができる。
【００８０】
次に、駆動部１１が備えるシャフト１３に形成された第１のネジ部１５と、軸受部８１に形成された第２のネジ部８２について説明する。
【００８１】
図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、軸受部８１には、駆動部１１のシャフト１３の外周面に形成された第１のネジ部１５が係脱可能な第２のネジ部８２が形成されている。また、軸受部８１は、シャフト１３を受容する開口部９１を有する。当該開口部９１を介して軸受部８１内へシャフト１３を挿入すると、シャフト１３に形成された第１のネジ部１５がそのまま第２のネジ部８２と係合する。前述したように、駆動部１１を保持する第１のハウジング１０と薬液貯蔵部４０等を保持する第２のハウジング２０との接続を行う際には、各ハウジング１０、２０同士が機械的に組み付けられる一方で、シャフト１３と軸受部８１とが各ネジ部１５、８２を介して相互に連結される。なお、シャフト１３のいずれかの部位が第２のネジ部８２に受容されてさえいれば、シャフト１３の回転力を軸受部８１に伝達することができる。このため、各ハウジング１０、２０同士を組み付ける作業を行う度に第１のネジ部１５と第２のネジ部８２を係合させる位置が異なっていても問題はなく、着脱作業が煩雑なものとなることが防止される。
【００８２】
ここで、軸受部８１は、第２のネジ部８２に臨む開口部９１を有するため、軸受部８１とシャフト１３との連結を容易に行うことができる。ただし、開口部９１の開口面積が過度に大きく形成されてしまうと、第１のネジ部１５と第２のネジ部８２とが係合する部分の面積が小さくなり、係合が容易に外れる虞がある。そこで、本実施形態においては、図７（Ｃ）に示すように、シャフト１３と第２のネジ部８２を周方向の半周以上の範囲で係合させている。このように構成することで、軸受部８１からのシャフト１３の脱落が生じることを防止しつつ、軸受部８１に対するシャフト１３の係合を簡単かつ容易に行うことを可能にしている。
【００８３】
図７（Ａ）に示すように、駆動部１１には、例えば、当該駆動部１１を第１のハウジング１０に取り付けるための台座１７を設けることができる。この台座１７を設けることにより、台座１７の上方側に第１のハウジング１０を取り付けることが可能になる。また、台座１７に、例えば、制御回路３６や電子部品３７等を保持させることも可能である。このように構成することで、駆動部１１とともに電子部品３７等をリユース可能な部材とすることが可能になる。なお、シャフト１３の先端部４５には、例えば、シャフト１３に歪み等が生じることを防止するために、シャフト１１を覆って保護する保護部材１９を設置することができる。
【００８４】
図７（Ｂ）に示すように、軸受部８１には、開口部９１に連なって形成され当該開口部９１の外方に広がるガイド溝９２を設けることができる。シャフト１３を第２のネジ部８２に係合させる際に、ガイド９２溝に沿わせてシャフト１３を移動させることにより、第２のネジ部８２へシャフト１３を容易に案内することが可能になるため、第１のネジ部１５と第２のネジ部８２を係合する作業をより一層円滑に行うことが可能になる。
【００８５】
ここで、図７（Ｃ）を参照して、シャフト１３と第２のネジ部８２が周方向の半周以上の範囲で係合された部分（図示するＳ部分）の径方向における噛み合い寸法Ａは、０．１５０ｍｍ以上、０．２５０ｍｍ未満であることが好ましい。後述する実施例において説明するように、このような噛み合い寸法Ａでシャフト１３と第２のネジ部８２とが噛み合うと、着脱時に軸受部８１側に掛かる荷重が過度に大きくなることを防止することができ、かつ、係合させた後にもシャフト１３のトルク伝達性を好適に維持することが可能になる。
【００８６】
以上のように、本実施形態に係る薬液投与装置１００によれば、駆動部１１が保持された第１のハウジング１０がリユース可能な構成部材となるため、薬液貯蔵部４０等が保持された第２のハウジング２０を必要に応じて廃棄するような場合においても、第１のハウジング１０を使い回すことができ、駆動部１１を廃棄することにより生じる製造コストの増加や使用に伴うコストの増加を抑えることが可能になる。これに加えて、シャフト１３の回転を送出ピストン５２の往復動に変換する軸受部８１がシャフト１３を受容するための開口部９１を有しており、さらに、シャフト１３に形成された第１のネジ部１５と軸受部８１に形成された第２のネジ部８２とが周方向の半周以上の範囲で係合するように構成されているため、シャフト１３のトルク伝達性が損なわれることがなく、またシャフト１３の着脱を簡便かつ容易に行うことができる。
【００８７】
また、シャフト１３と第２のネジ部８２が周方向の半周以上の範囲で係合された部分Ｓの径方向における噛み合い寸法Ａを、０．１５０ｍｍ以上、０．２５０ｍｍ未満にすることにより、シャフト１３と第２のネジ部８２との着脱容易性を維持しつつ、シャフト１３のトルク伝達性を高めることが可能になっている。
【００８８】
また、開口部９１に連なって形成され開口部９１の外方に広がるガイド溝９２が軸受部８１に形成されているため、ガイド溝９２を介してシャフト１３を第２のネジ部８２へ容易に案内することができ、第２のネジ部８２に対してシャフト１３を係合させる作業をより一層円滑に行うことが可能になっている。
【００８９】
また、往復動に伴い薬液貯蔵部４０内から薬液を吸引して送出する送出ピストン５２の移動を利用して薬液を送出することにより、薬液投与部５０へ薬液をより好適に送り込むことが可能になっている。
【００９０】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る薬液投与装置２００を説明する。
【００９１】
前述した第１実施形態に係る薬液投与装置１００では、シャフト１３の回転を送出ピストン５２の往復動に変換し、送出ピストン５２の往復動に伴わせて薬液を送出させる構成を採用していた。これに対して、本実施形態に係る薬液投与装置２００は、往動に伴い薬液貯蔵部内の薬液を圧送する押し子２８１を利用して薬液の送出を行うように構成されている。このような点において、前述した第１実施形態と相違する。以下、本実施形態について説明する。なお、前述した実施形態において説明した部材と同一の部材には同一の符号を付して、説明を一部省略する。
【００９２】
図８には、第２実施形態に係る薬液投与装置２００の外観斜視図が示され、図９（Ａ）には、薬液投与装置２００の平面図が示され、図９（Ｂ）には、軸受部２５０の外観斜視図が示されている。
【００９３】
本実施形態に係る薬液投与装置２００は、外形が略矩形の箱型に形成されており、透明なケースからなる第１の筐体２１０と、第１の筐体２１０に着脱可能な第２の筐体２２０と、接着等により生体の皮膚に貼り付け可能な貼り付け部が形成された底面部２４０とを有している。なお、図示省略するが、前述した実施形態において説明した留置針５０ａ（図２（Ａ）を参照）は、底面部２４０側から突出するように構成されている。
【００９４】
第１の筐体２１０と第２の筐体２２０の内部に区画された空間内には、互いに着脱可能に構成された第１のハウジング２６０と第２のハウジング２７０が収容されている。
【００９５】
第１のハウジング２６０には、制御回路２６２と、電池２６３と、シャフト２６５および減速機構２６６を備える駆動部２６４と、薬液の閉塞時等に警告音を発するブザー２６７とが保持されている。
【００９６】
第２のハウジング２７０には、薬液が貯蔵された薬液貯蔵部としてのシリンジ２８０と、往動することにより薬液を薬液投与部２９０へ圧送する押し子２８１と、押し子２８１の先端に設けられ、シリンジ１８０内に配置されたガスケット２８２とが保持されている。なお、押し子２８１には、押し子２８１とシャフト２６５が干渉しないようにシャフト２６５を収容する収容部２８３が形成されている。
【００９７】
ここで、薬液送出部として機能する押し子２８１とシャフト２６５との連結は、図９（Ｂ）に示す軸受部２５０を介して行われる。前述した実施形態と同様に、軸受部２５０は、シャフト２６５の外周面に形成された第１のネジ部２６８が係脱自在な第２のネジ部２５５と、シャフト２６５を受容するための開口部２５６と、ガイド溝２５７とを有している。
【００９８】
また、軸受部２５０には、押し子２８１の下面が配置される支持アーム２５２と、軸受部２５０のスライド移動を補助するガイド部２５３とを有している。シャフト２６５を第２のネジ部２５５に係合させると、前述した第１実施形態と同様に、シャフト２６５と第２のネジ部２５５は周方向の半周以上の範囲で係合する。
【００９９】
シャフト２６５を第２のネジ部２５５に係合させた状態で回転させると、軸受部２５０によってシャフト２６５の回転が押し子２８１の前進移動に変換される。そして、押し子２８１の先端に設けられたガスケット２８２によってシリンジ２８０内の薬液が薬液投与部２９０へ向けて移動する。その結果、薬液がシリンジ２８０から生体へ向けて送出される。
【０１００】
駆動部２６４等を取り外す場合は、軸受部２５０からシャフト２６５を離脱させる。これにより、シリンジ２８０や押し子２８１から独立させて駆動部２６４や制御回路２６２等を取り外すことができる。
【０１０１】
以上、本実施形態に係る薬液投与装置２００によれば、シャフト２６５の回転を押し子２８１の往動に変換する軸受部２５０がシャフト２６５を受容するための開口部２５６を有しており、さらに、シャフト２６５に形成された第１のネジ部２６８と軸受部２５０に形成された第２のネジ部２５５とが周方向の半周以上の範囲で係合するように構成されているため、シャフト２６５のトルク伝達性が損なわれることがなく、かつ、シャフト２６５の着脱を簡便かつ容易に行うことが可能になっている。これに加えて、往動に伴いシリンジ２８０の薬液を圧送する押し子２８１を有するため、押し子２８１の移動量を操作することで薬液投与部２９０へ薬液を送り込む量を微調整することが可能に構成された利便性に優れた装置が提供される。
【０１０２】
＜実施例＞
次に、実施例について説明する。なお、本発明は以下に説明する実施例に記載の内容に限定されることはない。
【０１０３】
実施例では、図１０（Ａ）に示す噛み合い寸法Ａおよび開口部の寸法Ｂの異なるネジ溝を備える複数のナット４００に対して、Ｍ１．４×Ｐ０．２のシャフト（送りネジ）５００を装着する試験、および引き抜く試験を実施し、装着および引き抜きに要する荷重を計測した。使用したナット４００は、図１０（Ｂ）に示す実施例１〜５の５種類である。なお、ナット４００から開口部へ向かう立ち上がり部分の長さ寸法Ｃは、０．２ｍｍとした。
【０１０４】
図１１に試験結果が示される。この結果から、噛み合い寸法Ａが大きくなると、装着および引き抜きに要する荷重が大きくなることが確認できる。これは、ナット４００のネジ溝とシャフト５００のネジ部とが接触する面積が大きくなることにより、両者の間の摺動抵抗が大きくなるためと考えられる。
【０１０５】
図１２には、装着試験の後、シャフト５００を回転させて、その回転の良否を試験した結果が示される。
【０１０６】
ナットの噛み合い寸法Ａが０．２５０ｍｍである実施例５のナットを使用した試験では、２回目の試験でシャフトに曲がりが検出された。この結果より、装着時および引き抜き時に掛かる荷重が大きくなると、シャフトの破損が生じ易くなることが確認できる。
【０１０７】
ナットの噛み合い寸法Ａが０．２２５ｍｍである実施例４のナットでは、１回目の試験でこじりが発生したが、シャフトのトルク伝達性が大きく損なわれることはなかった。
【０１０８】
実施例の結果より、噛み合い寸法Ａは、０．１５０ｍｍ以上、０．２５０ｍｍ未満であることが好ましく、０．１５０ｍｍ以上、０．２２５ｍｍ以下であることがより好ましいことが確認できた。
【０１０９】
以上のように複数の実施形態を通じて本発明に係る薬液投与装置を説明したが、本発明に係る薬液投与装置は実施形態において説明した構成のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々改変することが可能である。
【０１１０】
例えば、各ハウジングの外形形状や各ハウジングに保持される構成部材は、実施形態において説明したもののみに限定されず、適宜変更することが可能である。また、第１ネジ部や第２ネジ部の外径、長さ、ピッチ等についても、必要に応じて変更することができ、特に限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１１１】
１００、２００    薬液投与装置、
１０、２６０    第１のハウジング、
１１、２６４    駆動部、
１３、２６５    シャフト、
１５、２６８    第１のネジ部、
２０、２７０    第２のハウジング、
４０    薬液貯蔵部、
５０    薬液投与部、
５１    薬液送出機構、
５２    送出ピストン（薬液送出部）、
５３    シリンダ部、
７１    吸入管、
７２    送出管、
７４    蓋部、
８０    往復機構、
８１、２５０    軸受部（変換部）、
８２、２５５    第２のネジ部、
８３    カップリング、
９１、２５６    開口部、
９２、２５７    ガイド溝、
２８０    シリンジ（薬液貯蔵部）、
２８１    押し子（薬液送出部）、
２８２    ガスケット。
【図１】
2015065987.tif 000003
【図２】
2015065987.tif 000004
【図３】
2015065987.tif 000005
【図４】
2015065987.tif 000006
【図５】
2015065987.tif 000007
【図６】
2015065987.tif 000008
【図７】
2015065987.tif 000009
【図８】
2015065987.tif 000010
【図９】
2015065987.tif 000011
【図１０】
2015065987.tif 000012
【図１１】
2015065987.tif 000013
【図１２】
2015065987.tif 000014