(57)【要約】  本発明は試験ストリップまたは試験ストリップマガジンによって体液を獲得するための測定装置の駆動装置に関する。駆動装置は、機械エネルギー蓄積体（４０）の充電用のアクチュエータ（１０、１５０、２００、３００、４００）を備える。アクチュエータ（１０、１５０、２００、３００、４００）が行程を実施可能のアクチュエータとして構成されており、前記アクチュエータが振動駆動可能であり、その行程路（１２）が伝導要素（１８）を用いて機械エネルギー蓄積体（４０）に初張力を付与する逆転阻止型回転子（３６、１５４、２１０）に伝達され、かつ／または運動要素（２１８、５６０、６１６）を直接駆動する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械エネルギー蓄積体（４０、５３８）の充電用のアクチュエータ（１０、１５０、２００、３００、４００）を備える医療機器用駆動装置（５３０、５８０、６１０）であって、
アクチュエータ（１０、１５０、２００、３００、４００）が行程を実施可能のアクチュエータ（１０、１５０、２００、３００、４００）として構成されており、前記アクチュエータが振動駆動可能であり、その行程路（１２）が伝導要素（１８；２０６、２０８）を用いて機械エネルギー蓄積体（４０、５３８）に初張力を付与する逆転阻止型回転子（３６、１５４、２１０）に伝達され、かつ／または運動要素（２１８、５６０、６１６）を直接駆動することを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
運動要素が出力軸（２１８）であることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項３】
運動要素がマガジン（５０６）から医療用消費材（５５０）を押し出す押棒（５６０）であることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項４】
運動要素が医学的作用物質を投与するポンプ（６１０）の摺動またはネジ付スリーブ（６１６）であることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項５】
伝導要素（１８）がアクチュエータ（１０、１５０、２００、３００、４００）の行程路（１２）を１対２５およびそれ以上の比で逆転阻止型回転子（３６、１５４、２１０）へ伝達することを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項６】
機械エネルギー蓄積体（４０）が線形または回転式に作用するバネ要素であることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項７】
逆転阻止型回転子（３６、１５４、２１０）に、アクチュエータ（１０、１５０、２００、３００、４００）の行程運動（１２）の上昇時に逆転阻止型回転子（３６、１５４、２１０）の戻り運動を妨げる戻り止め（３４、１５２）が組み込まれていることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項８】
戻り止め（３４、１５２）が爪車（３６）としてまたは外部輪郭（１５２）として線形回転子（１５４）に形成されていることを特徴とする請求項７記載の駆動装置。
【請求項９】
伝導要素（１８）が、様々な長さの第１および第２レバーアーム（３０、３２）を有することを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項１０】
レバーアーム（３０、３２）の一方が直接アクチュエータ（１０、１５０、２００、３００、４００）により付勢され、レバーアーム（３０、３２）の他方が逆転阻止型回転子（３６、１５４、２１０）を駆動することを特徴とする請求項９記載の駆動装置。
【請求項１１】
戻り止め（３４）が締付体フリーホイール（８０）として、内部星状体を備える締付ローラフリーホイール（１００、１０２）として、または摩擦調整爪車（１３０）として、または１対の逆転締付ローラフリーホイール（１８８、１９０）として形成されていることを特徴とする請求項７記載の駆動装置。
【請求項１２】
伝導要素（１８）が装置ハウジング（１９４）の中でロッカーとして形成され、第１レバーアーム（３０）および第２レバーアーム（３２）を有し、第２レバーアーム（３２）が出力軸（１８４）の回転を生ぜしめる旋回カム（１８２）を作動することを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項１３】
出力軸（１８４）が、旋回カム（１８２）と接続される第１締付ローラフリーホイール（１８８）を有し、かつ装置ハウジング（１９４）と接続される第２締付ローラフリーホイール（１９０）を有することを特徴とする請求項１２記載の駆動装置。
【請求項１４】
伝導要素（１８）にバネ付勢されるボールヘッド付圧力部材（１８１）がリセットのために組み込まれていることを特徴とする請求項１２記載の駆動装置。
【請求項１５】
レバー状に形成された伝導要素（１８）に戻りバネ（１４）が組み込まれていることを特徴とする請求項５記載の駆動装置。
【請求項１６】
戻り止め（３４）が、爪車として形成された逆転阻止型回転子（３６）の外歯（５０）に係合するラチェット（４２）を含むことを特徴とする請求項７記載の駆動装置。
【請求項１７】
噛合機構（５０）が爪車（３６）として形成された逆転阻止型回転子の外周で回転方向に均一に上昇するエッジおよび回転方向と逆に急峻に下降するエッジを有することを特徴とする請求項１５記載の駆動装置。
【請求項１８】
逆転阻止型回転子（１５４）がブロック状に形成され、第１回転子側（１５８）と第２回転子側（１６０）とを有し、かつブロック状に形成された逆転阻止型回転子（１５４）がリニアガイド部（１５２）の中に収容されていることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項１９】
ブロック状に形成された逆転阻止型回転子（１５４）の回転子側（１５８、１６０）の一方に、ブロック状に形成された逆転阻止型回転子（１５４）の戻り運動を阻止する櫛状のリブ構造が形成されることを特徴とする請求項１８記載の駆動装置。
【請求項２０】
アクチュエータ（１０）が、アクチュエータ側で短い脚部（２２２、２２４）と、固体関節（２０６）に連結された第１および第２トング脚部（２０６、２０８）とを有するレバートング（２０２）を作動することを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項２１】
トング脚部（２０６、２０８）に突部面（２３０、２３２）が収容され、該突部面の駆動カム（２２６、２２８）が駆動ベル（２１０）を作動することを特徴とする請求項１９記載の駆動装置。
【請求項２２】
駆動ベル（２１０）が内部星状体として形成されたフリーホイール（２２０）を取り囲み、駆動ベル（２１０）が該駆動ベルを取り囲む捩りバネ（２１２）を用いてその出発位置にリセットされることを特徴とする請求項２１記載の駆動装置。
【請求項２３】
内部星状体として形成されたフリーホイール（２２０）が耐回動性に出力軸（２１８）に収容され、出力軸（２１８）に対して平行に延びるリブを有することを特徴とする請求項２１記載の駆動装置。
【請求項２４】
アクチュエータ（１０、１５０、２００）が圧電アクチュエータとして構成され、その行程路（１２）が電圧の印加時に伝導要素（１８）へ伝達されることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項２５】
アクチュエータ（３００）が膜付アクチュエータとして構成され、その膜が中間空間（３０２）の圧力付勢時に行程路（１２）を発生する偏向（３０６）を生じることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項２６】
アクチュエータ（４００）がマイクロモータ付アクチュエータとして構成され、その出力軸（４０２）に伝導要素（１８）を偏向するカム（４０８）が収容されていることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項２７】
カム（４０８）が出力軸（４０２）の回転時に回転方向（４０４）へ伝導要素（１８）を１回または複数回その回転軸（２４）の周りに偏向することを特徴とする請求項２６記載の駆動装置。
【請求項２８】
穿刺補助具（１７０、５３２）による体液採取用の医療機器において、前記補助具の機械エネルギー蓄積体（４０、５３８）が穿刺過程の解除のためにアクチュエータ（１０、１５０、２００、３００、４００）によって初張力を付与される請求項１〜２７のいずれかに記載の駆動装置の使用。
【請求項２９】
体液の採取および分析用の医療機器５３０において、その穿刺補助具（１５０、５３２）が機械エネルギー蓄積体（４０、５３８）を用いて初張力を付与され、その医療用消費材（５５０）を収容するマガジン（５０６）が２次機械エネルギー蓄積体（４０、５３８）によって輸送される請求項１〜２８のいずれかに記載の駆動装置の使用。
【請求項３０】
体液の分析用の医療機器（５８０）において、個別の試験ストリップ（５９２）または医療用消費材（５５０）を収容するマガジン（５０６）を輸送するための請求項１〜２９のいずれかに記載の駆動装置の使用。
【請求項３１】
作用物質を連続的に投与する医療機器（６１０）において、アクチュエータ（１０、１５０、２００、３００、４００）を用いて連続的に作用物質が交換可能の容器（６２４）から接続される管（６３２）に供給される請求項１〜３０のいずれかに記載の駆動装置の使用。
【請求項３２】
インスリンが交換可能のアンプル（６２４）から供給されるプランジャ（６２６）を駆動するインスリンポンプ（６１０）における請求項３１記載の駆動装置の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は駆動装置、特に携帯式医療機器に好適であり、それを利用して緩慢に実行される運動が自動化可能である電動式駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえばグルコース測定装置のような携帯式医療機器において、身体部位の自動ランセット切開と、それに続くランセット切開過程によって生じた身体開口部からの自動採血とが重要な役割を占めている。グルコース測定装置に固有の、たとえば蓄電池または電池のような電気的長時間蓄電体からの電気エネルギーを機械エネルギーに変換するために、先行技術にしたがって一般に電動機または電磁石が使用される。これらの駆動装置を利用して直接穿刺運動が実施されるかまたは、たとえばバネの形態で２次機械エネルギー蓄積体が充電され、それに続き穿刺運動の発生のために高動的に放電される（ドイツ連邦共和国特許第１０  ２００４  ０３７  ２７０．５号参照）。特に２次機械エネルギー蓄積体として使用できるバネ要素の充電はバネ力もしくは捩りバネの初張力に必要なバネモーメントを取り込むことができる駆動装置を必要とする。この高い力とモーメントを取り込むために、たとえば電動機として使用される直流電動機は高変速比の変速機を装備している。
【０００３】
従来グルコース測定システムに使用されている電動機は２次機械エネルギー蓄積体の初張力用のモーメントの増大のために通常変速機を装備していなければならない。これらの変速機は、もちろん特に変速比が大きい場合は効率が悪くなる。特に使用する変速機は回転騒音を引き起こし、グルコース測定装置の場合は簡単なハンドリングの理由から非常に限られた範囲でのみ提供される大きい取付空間を占める。さらに高変速比の変速機は大抵金属製歯車ならびに精密な支承体を具備しており、それらの製造は非常に高価になる。従って、２次機械エネルギー蓄積体の初張力に使用される高変速比の変速機は一方で組み込まれるグルコース測定システムの寸法が著しく大きくなり、かつその製造コストが著しく増大することになりまったく望ましいものではない。
【０００４】
米国特許第４，３８３，１９５号は圧電作動式速動施錠器に関する。圧電アクチュエータは圧電素子を含む。速動装置を用いて圧電素子によって発生される拡大方向と逆方向を向いた力を発生できる速動装置が開示されており、速動装置の締結を解除するために一定の反応力を克服する必要がある。圧電素子は、反応力を超える速動接続に抗する力を提供する圧電手段と、この圧電手段への電場の印加手段とを含み、その結果、反対方向に作用する力を発生させることができ、エネルギーを速動装置に蓄積することができ、その結果、装置の締結が可能になる。
【０００５】
米国特許第６，３１３，５６６号明細書は圧電作動式モータに関する。この開示された圧電電動機は電動機本体と、この電動機本体に接続される層とを含む。この層と多数の小脚体は、該小脚体が基板に並べられるように接続されている。これらの小脚体の各々は圧電ウェーハを含む。圧電作動式ウェーハの作動は基板と相対的に対応する小脚体を移動する。この移動が層へエネルギーを伝達させる。この層の中に前記方法で蓄積されたエネルギーは、電動機が基板に沿って移動される方法で利用することができる。小脚体は互いに独立して移動することができ、同様に連続的に移動しまたは所定のグループまたはユニット内部で移動することができる。小脚体は同様に対ごとに配設することができ、小脚体対の個々の小脚体は同時運動を実行する。電動機はエネルギー供給が無い場合の高い保持力の維持を可能にする。
【発明の開示】
【０００６】
先行技術から知られている解決策の上記欠点に鑑みて、本発明の基礎におく課題は、一方で小さい外径寸法と、他方でたとえば携帯式測定装置の内部に配置でき、かつそこで複数の機能を満たす高い調整力を発生するアクチュエータとを特徴とする駆動装置を提供することである。
【０００７】
本発明により、体液採取用の穿刺装置を含むことができ、かつ機械エネルギー蓄積体の充電に用いられるアクチュエータを含む、たとえば測定装置またはインスリンポンプ用の駆動装置が提案される。このアクチュエータは、たとえば圧電アクチュエータとして構成することができ、その長さ変化は電源との接続時に伝達要素を用いて機械エネルギー蓄積体の初張力に対して逆転阻止型回転子へ伝達される。この伝達要素によって僅か数マイクロメートルになる圧電アクチュエータの行程を、逆転阻止型回転子へ伝達されるより大きい行程に変換することができる。その際に前記回転子に圧電アクチュエータの長さ変化の上昇時にその出発位置への逆転運動を阻止し、かつ先行する圧電アクチュエータのサイクルで戻った行程路を保存する戻り止めが組み込まれている。それによって、振動圧電アクチュエータの電圧供給において短行程の圧電アクチュエータ運動が逆転阻止型回転子に作用する大きい全行程に加算される。
【０００８】
本発明により提案された駆動装置のアクチュエータはもう１つの有利に使用できる変形実施態様において圧力媒体を付勢可能の膜によって実現することもできる。好ましい方法において、この変形実施態様で中空の圧力付勢時に偏向運動を実施し、かつこの偏向によって変形を実施する膜材料が使用される。この膜材料によって閉鎖された中空の圧力付勢時に発生する膜材料の変形は一定の変速比にしたがって拡大される伝導要素の行程運動に伝達することができる。この変形実施態様において膜材料の変形時に達成可能の行程は膜材料の偏向時に膜材料、膜材料の材料厚さならびに膜材料によって閉鎖される中空の圧力付勢に依存する。この変形実施態様による膜材料によって閉鎖された中空は、たとえばガスのような圧力媒体またはＨ2Ｏや油のような液体で付勢することができる。
【０００９】
携帯式測定装置用またはインスリンポンプ用のアクチュエータの別の変形実施態様としてアクチュエータをマイクロモータとして形成することもできる。マイクロモータは本質的に楕円形の輪郭を有する面取り形成されたカムを駆動する。マイクロモータの出力軸の回転時に耐回動性に出力軸に連結されたカムが回転に移され、たとえばレバー状に形成可能の伝導要素がカムのそれぞれの変形実施態様に応じて一回転につき一回または数回接触する。それによって、カムの回転運動によって生じるレバー端の偏向を伝導要素の伝導構成に応じて逆転阻止型回転子に伝達する伝導要素の振動運動を達成することができる。
【００１０】
本発明の基礎におく思想の有利な発展的形成において、圧電アクチュエータを備える変形実施態様でこの圧電アクチュエータが振動電圧源と接続され、再び放電することができる。圧電アクチュエータの振動電圧供給を介して圧電結晶積層体を含む圧電アクチュエータの長さ変化時に高い力で生じる行程運動が、たとえば捩りバネまたは板バネとして形成された回転子の初張力に対して変速機なしに伝達されることを達成できる。
【００１１】
特に逆転阻止型回転子と圧電アクチュエータとのあいだの伝導要素の好適な選択によって、伝導要素が圧電アクチュエータの長さ変化をたとえば１対２５およびそれ以上の比で逆転阻止型回転子へ伝達することができる。それによって圧電アクチュエータの充電／放電サイクルあたり、電圧印加時にその長さ変化による圧電アクチュエータの圧電結晶積層体が実行する行程運動に比べより大きい行程を逆転阻止型回転子に伝達することができる。
【００１２】
好ましい方法で逆転阻止型回転子に組み込まれた戻り止めによって、圧電アクチュエータの放電時に、先行する長さ変化により進んだ逆転阻止型回転子の行程を前記回転子に保存することができる。戻り止めは爪車として、または、たとえば一種の外歯のような外部変形体としてガイド部に案内された回転子に形成することができる。戻り止めは、好ましくは伝達要素の実施した経路よりも小さい該戻り止めの空回り（Totgang）がその長端部で保持されるように寸法決定されている。逆転阻止型回転子に組み込まれた戻り止めは、たとえば圧電アクチュエータを介して達成可能の行程よりも小さい空回りを有する。それによって、アクチュエータ行程が伸長形成された伝導要素の端部で実際に逆転阻止型回転子へ伝達され、該回転子に圧電アクチュエータの充電／放電サイクルで実際に引き続き設定されることが保証されている。逆転阻止型回転子で噛合機構と協働する、たとえばラチェットを含む戻り止めの空回りは、逆転阻止型回転子での噛合機構の歯ピッチの寸法に相当する。
【００１３】
伝達要素の一変形実施態様において、該伝達要素は、体液採取用の医療機器の内部で旋回軸周りに回動可能である旋回レバーとして構成されている。旋回レバーは変速比の実現のために様々な長さでそれぞれ所望の変速比に応じて構成された第１および第２のレバーアーム端を含む。旋回レバーの形態で形成できる伝導要素は、爪車であれ、その逆転に対して形状嵌合式または摩擦係合式に形成され、ブロック状に形成されてガイド部に案内される回転子であれ、逆転阻止型回転子の運動と圧電アクチュエータの圧電結晶積層体の行程運動を結合する。
【００１４】
本発明により提案された第１の変形実施態様にしたがって、レバー模擬体および回転子を備える振動駆動型圧電積層アクチュエータが使用される。このレバー変速機は、典型的に３μｍおよび２０μｍのあいだにある圧電アクチュエータ行程の変速を、数１０分の１ｍｍ、たとえば０．３および０．５ｍｍのあいだのより大きい行程で実現する。このより大きい行程は逆転阻止型回転子に転送される。圧電アクチュエータの放電段階中の該アクチュエータの収縮中の回転子の逆転運動の抑制は、たとえばラチェットとして形成できる戻り止めによって行われる。圧電アクチュエータの充電／放電サイクルの繰り返しによって短行程のアクチュエータ運動が大きい全行程に加算される。この原理にしたがって機械エネルギーを逆転阻止型回転子によって付勢される機械エネルギー蓄積体に蓄積することができ、この機械エネルギー蓄積体は、たとえば線形または回転式に形成されたバネとして形成することができる。類似の方法により、圧電アクチュエータを利用して連続的に印加された回転子によって、たとえば試験ストリップまたは試験ストリップドラムまたはインスリンポンプの駆動装置のような医療機器の部分の運動を実現することができる。
【００１５】
使用される、たとえば回動可能に軸支された様々なレバーアーム端を備えるレバーとして形成された伝導要素は、合成樹脂射出成形部品としてまたは金属打抜部品として構成することができる。爪車であれ、ブロック状に構成されたガイド部に案内される回転子であれ、逆転阻止型回転子ならびに軸受けは、同様に合成樹脂射出成形部品として製造することができる。それによって全駆動装置がコスト的に有利に製造され、僅かな組込容積のみを必要とし、著しく低騒音である。複数の歯車を含む変速機の廃止によって、特に非常に高い効率が生じることを達成でき、これが体液採取用の医療機器またはインスリンポンプにおけるエネルギー収支に対して非常に大きい意味をもつ。
【００１６】
本発明により提案されるもう１つの変形実施態様において、医療機器たとえばインスリンポンプの内部に使用可能の圧電アクチュエータは所望の動作周波数の交流電圧で駆動される。医療機器は、インスリンポンプのほかに個々の試験ストリップまたはマガジンの中に収容される多数の試験ストリップを備える測定、または分析装置とすることができる。さらに、提案された駆動装置は穿刺補助具および試料評価用の評価ユニットを備える内蔵型システムに使用することができる。これらの装置で提案された駆動装置により穿刺過程の解除、試験ストリップの輸送、および送りまたは試験ストリップマガジンの輸送のようなシステム機能を達成することができる。また提案された駆動装置は純採血装置に使用することができる。使用する圧電アクチュエータの圧電結晶積層体が長くなるほど、より大きい動作行程を達成することができる。圧電結晶積層体の長さ変化（典型的に結晶積層体長さ１ｍｍあたり長さ変化１．５μｍ）によって生じた行程は、結合される回動可能に軸支された伝導要素に伝達される。伝導要素の形成によって設定された変速比によって、たとえば爪車として形成された逆転阻止型回転子に作用するレバー先端部の行程が拡大される。圧電アクチュエータの拡大時に爪車が回転され、戻り止めがバネ負荷された回転運動によってこの回転方向を解放する。放電段階中の圧電アクチュエータの収縮時に、レバーとして形成された伝導要素がバネ力によってその出発位置へリセットされる。その際にラチェットおよび爪車を含む戻り止めが回転方向と反対に爪車の回転を阻止し、それによって２次機械エネルギー蓄積体に初張力を与えることができる。
【００１７】
この変形実施態様にしたがって爪車と、この爪車に組み込まれたラチェットとを含むことができる戻り止めは、択一的に締付体フリーホイールとして、巻付バネフリーホイールとして、または摩擦調整爪車としても構成することができる。
【００１８】
もう１つの変形実施態様において、医療機器たとえばインスリンポンプ用の駆動装置の線形作動配列を提供することができる。この変形実施態様による圧電積層アクチュエータはレバー状に形成された伝導要素およびバネと協働する。この変形実施態様にしたがって、逆転阻止型回転子は魚の骨状に形成された戻り止めを具備している。ブロック状に形成されたガイド部に案内される回転子の一方の側は、傾けて形成された個々のリブが回転子の外側でブロック状に形成された回転子の初張力運動に対して傾けられるように、ブロック状に形成された回転子を取り囲むガイド部と協働する。それによって、２次エネルギー蓄積体の初張力に対するブロック状に形成された回転子の前進運動が可能になるが、その後進運動は圧電アクチュエータの放電段階中にリニアガイド部に当接されるリブによって阻止される。
【００１９】
本発明により提案された、たとえば体液採取用の医療機器用の駆動装置またはインスリンポンプのもう１つの変形実施態様において圧電アクチュエータにＵ字状に曲げて形成された引込形レバーを組み込むことができる。伝導要素として用いられる支持体に支持されるレバーは長いならびに短い脚部を含む。引込形レバーはハウジングの受面に支持されている。伝導要素から伝達される圧電アクチュエータ行程は半径方向の回転運動に伝達される。この変形実施態様にしたがって軸は２つの締付ローラフリーホイールを有し、この締付ローラフリーホイールの一方の外側リングの一方が前記軸に固定連結されている。他方のフリーホイールの外側リングは、たとえば体液採取用の医療機器またはインスリンポンプの装置ハウジングに固定して連結されている。体液採取開口部を製造する穿刺補助具用の装置側に形成されたバネは軸端部と連結し、その回転運動によって初張力を与えることができる。たとえば穿刺補助具の解除後、その際に弛緩したバネは新たに一方向へ単一方向性に回転させることができる（３６０°駆動装置）。
【００２０】
本発明により提案された解決策のもう１つの変形実施態様において、駆動装置は軸線方向作動式駆動装置として構成されている。
【００２１】
この変形実施態様にしたがって、圧電結晶積層体は固体関節を備えるレバートングを介して駆動ベルを作動する。この駆動ベルは出力軸上に回動可能に軸支されている。圧電アクチュエータの充電段階中に発生される駆動ベルの回転運動は、駆動ベルの内部に設けられたフリーホイール星状体へ伝達される。このフリーホイール星状体は該星状体側で耐回動性に出力軸と連結されている。放電段階中の圧電アクチュエータの収縮時に捩りバネは駆動ベルをその出発位置へ回し戻す。つまり、このリセット運動時に駆動ベルによって取り囲まれたフリーホイール星状体と共に出力軸がフリーホイールベルの内部で同時に戻り回転できない。圧電アクチュエータの連続する充電および放電サイクルによって、一方向に経過する単一方向性の回転運動が出力軸に生じ、この運動は機械エネルギー蓄積体内のエネルギーの蓄積に利用することができる。この軸線方向に作動する変形実施態様による戻り止めは、フリーホイール星状体、駆動ベルならびにフリーホイールベルを含む。択一的に、この変形実施態様において締付体フリーホイール、巻付バネフリーホイールまたは摩擦調整爪車を使用することもできる。
【００２２】
本発明を、図面を利用して以下より詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
変形実施態様
図１は圧電アクチュエータによる戻り止めを具備した駆動装置の第１変形実施態様である。
【００２４】
医療機器とは、以下、たとえば血液のような体液の採取のために皮膚を自動ランセット切開を利用して穿刺し、このように作られた採取部位から採血し、試験ストリップに供給するような装置である。以下に詳述する医療機器は、マガジンまたはドラムの中に収容される１つまたは多数の試験ストリップを含む。この種の医療機器の運転時に該医療機器は、電池であれ蓄電池であれ電圧源を具備しており、駆動装置として用いられるアクチュエータに該電圧源を介して電圧を供給することができる。電圧源は電気的長時間蓄積体であり、その電気エネルギーが機械エネルギーに変換される。機械エネルギーは穿刺運動の解除および／または２次機械エネルギー蓄積体の初張力に利用され、それを利用して高動的に進行する穿刺運動を生ぜしめることができる。さらに、本発明により提案された駆動装置はインスリンポンプ用の駆動装置として使用することができ、または１つの試験ストリップまたは多数の試験ストリップを収容する、たとえばドラムマガジンのマガジンの輸送に使用することができる。
【００２５】
図１は、積層状に重ねて配置された多数の圧電結晶体を含む圧電アクチュエータ１０を示す。圧電アクチュエータ１０の充電段階中に、３μｍおよび２０μｍのあいだのオーダーで加算して圧電結晶積層体の長さ変化をもたらす各個別の圧電結晶体の長さ変化が生じる。圧電アクチュエータ１０の長さ変化は図１において両矢印１２で表されている。圧電アクチュエータ１０の充電段階中の電圧の印加時に、その長さ変化を生じ、圧電アクチュエータ１０の放電段階中に圧電アクチュエータ１０の圧電結晶積層体はその最初の長さに収縮する。
【００２６】
図１に示した圧電アクチュエータ１０に、レバー状に形成された伝導要素１８の第１端部２０を付勢するアクチュエータヘッド１６が組み込まれている。アクチュエータヘッド１６は、たとえば伝導要素１８の第１レバーアーム３０を作動し、他方伝導要素１８の第１レバーアーム３０の上方にバネとして形成されたリセット要素１４が設けられている。レバー状に形成された伝導要素１８は前記の第１端部２０と第２端部２２とを含む。伝導要素１８は回転軸２４周りに回動可能に軸支されている。圧電アクチュエータ１０への電圧の印加時に伝導要素１８は回転方向２６へ運動を実施する。伝導要素１８の回転軸２４は軸受２８の中でハウジングに固定して収容されている。レバー状に形成された伝導要素１８は、さらに第２レバーアーム３２を含み、その第２端部２２は爪車３６として形成された逆転阻止型回転子に組み込まれている。爪車３６は、たとえば図１に示したように、ジグザグ状に形成された噛合機構５０を含む。伝導要素１８の第２端部２２は噛合機構５０の中間空間の中に係合する。
【００２７】
爪車３６として形成された逆転阻止型回転子の上方に戻り止め３４がある。戻り止め３４は爪車４２として形成されており、回転軸受４６周りに可動する。ラチェット４２は該ラチェット側でリセット要素４４によって付勢されている。ラチェット４２の下側に、噛合機構５０の自由空間の中へ爪車３６として構成された逆転阻止型回転子の円周に突出する鉤状体５２がある。
【００２８】
圧電アクチュエータ１０の充電段階中に該アクチュエータが長さ変化１２を実行する。それによって、アクチュエータヘッド１６はリセット要素１４の作用に抗して上方へ伝導要素１８の第１レバーアーム３０を設定する。それによって、伝導要素１８は回転軸２４周りに回転方向２６へ旋回される。第２レバーアーム３２に形成された伝導要素１８の第２端部２２は爪車３６として形成された逆転阻止型回転子の円周に構成された噛合機構５０の中間空間に係合し、爪車３６を回転方向３８へ回転する。それによって、２次機械エネルギー蓄積体４０（捩りバネとして示した）が初張力を付与される。爪車３６として形成された逆転阻止型回転子の回転方向３８への回転時に、ラチェット４２の下側に形成された鉤状体５２が急峻なエッジと漸次立上るエッジとを有する噛合機構５０の形状に基づき自由空間から自由空間へ爪車３６として形成された内蔵型測定装置の逆転阻止型回転子で移動する。爪車３６の回転運動に基づき２次機械エネルギー蓄積体４０が初張力を付与される。
【００２９】
爪車３６として形成された逆転阻止型回転子の外歯５０と協働するラチェット４２を含む戻り止め３４は噛合機構５０の歯ピッチと鉤状の突部５２とを基準とするゲート路を有し、このゲート路は、たとえば２次機械エネルギー蓄積体４０が初張力を付与される爪車３６の外歯５０の歯ピッチよりも小さく指定されている。それによって、圧電アクチュエータ１０の電圧印加時にその行程路が実際に継続的運動へ、すなわちこの場合は爪車３６として形成された逆転阻止型回転子の回転運動へ移行することが保証されている。爪車３６に噛合機構を設ける場合、戻り止め３４の空回りは爪車として形成された逆転阻止型回転子３６の円周の噛合機構の歯ピッチよりも小さい。
【００３０】
圧電アクチュエータ１０の充電段階が終了するとき、圧電アクチュエータ１０の放電段階中に発生した圧電結晶積層体の長さ変化１２が減少し、圧電アクチュエータ１０は再びその最初の長さを占める。第１レバーアーム３０に組み込まれたリセット要素１４によって、伝導要素１８が回転軸２４周りにリセットされる。圧電アクチュエータ１０の放電段階中に爪車３６として形成された逆転阻止型回転子が同様に逆転運動を実行することを阻止するために、鉤状体５２がバネ付勢されたラチェット４２の下側で爪車３６として形成された回転子の回転方向３８と反対の逆転をブロックする。戻り止め３４すなわち爪車３６として構成された外歯５０およびラチェット４２を備える逆転阻止型回転子からなる配列は、圧電アクチュエータ１０の充電段階中に実行されたレバー経路よりも小さい空回りを有する。変速比に対する第１レバーアーム３０と第２レバーアーム３２の設計に基づき、圧電アクチュエータ１０の充電／放電サイクルあたりその行程を３μｍ〜２０μｍの長さ変化１２で第２レバーアーム３２の第２端部２２で数１０分の１ｍｍたとえば０．２ｍｍおよび０．５ｍｍのあいだの行程路で増大させることができる。圧電アクチュエータ１０の充電段階中に圧電アクチュエータ１０の先行する充電段階で得られた、２次機械エネルギー蓄積体４０の機械エネルギー内容が爪車３６として形成された逆転阻止型回転子の逆転の阻止によって２次エネルギー蓄積体４０の中に蓄積された状態にとどまるので、それに続く圧電アクチュエータ１０の充電／放電サイクルで爪車３６として形成された逆転阻止型回転子の回転方向３８へのさらなる回転を達成することができ、その結果、圧電アクチュエータ１０で長さ変化１２の振動繰り返し時に大きい全行程もしくは大きい全回転を回転子で達成することができ、たとえばバネとして形成可能の２次機械エネルギー蓄積体４０の連続的初張力が達成される。
【００３１】
２次機械エネルギー蓄積体４０が初張力を付与されたとき、動的に空にすることができ、たとえば採血装置内のランセットの穿刺運動の実行にそれを利用することができる。該ランセットは、たとえば人間の皮膚を穿刺し、その結果、たとえば血液のような体液に対する流出開口部が得られる。捩りバネ、渦巻バネまたは線形バネとして作ることができる２次機械エネルギー蓄積体４０の高動的排出のほかに、２次機械エネルギー蓄積体４０の中に蓄積されたエネルギー内容を介して１つの試験ストリップ、複数の試験ストリップを収容するドラムまたは好ましくは携帯式に形成された内蔵型医療機器内の別様に形成された試験ストリップマガジンの運動を実現することができる。さらに、インスリンポンプはこの種の駆動装置を具備することができる。
【００３２】
図１に示した変形実施態様において好ましくはレバー状に形成される伝導要素１８は、製造コストを低減する方法で、たとえば合成樹脂射出成形部品としてまたは金属打抜部品として構成することができる。外歯５０を備える爪車３６として形成された逆転阻止型回転子を備える戻り止め３４も合成樹脂射出成形部品として製造することができる。それによって機械的な２次エネルギー蓄積体４０の中に保持される機械エネルギーへの長時間蓄積体の電気エネルギーを変換する駆動装置は、コスト的に有利に、特に少ない取り付け空間にて医療機器のハウジング内に収容することができる。提案した駆動装置は特に優れた騒音の低さを特徴とし、ホイール変速機の廃止により非常に高い効率を達成できる。これは、さらに医療機器たとえばインスリンポンプの中に収容される、たとえば蓄電池または電池のような長時間エネルギー蓄積体の寿命を延ばす。
【００３３】
図２ａ、２ｂおよび２ｃから、本発明により提案された解決策の枠組みの中で使用できる戻り止め用の種々の変形実施態様が読み取れる。
【００３４】
図１記載の変形実施態様に示された戻り止め３４の代わりに、戻り止め３４は締付ローラフリーホイール８０としても形成できる。図２ａに示した締付ローラフリーホイール８０は複数の締付ローラ８２を含む。締付ローラ８２はバネ８４を介して付勢され、軸９２の凹所８６の中に収容されている。凹所８６の各々は面取り部８８を含み、締付ローラ８２をそれぞれ付勢するバネ８４が面取り部８８を基準にほぼ垂直に向けた凹所８６の一方の側に支持される。凹所８６は管状平面９０によって取り囲まれる。時計回りの管状平面９０の運動時にバネ付勢された締付ローラ８２が管状平面９０の内側と面取り部８８とのあいだに置かれ、その結果、凹所８６が設けられた軸９２が時計回りに同時に移動される。それに対して管状に形成された平面９０が反時計回りに運動するとき、凹所８６が形成された軸９２と相対的に管状平面９０が自由に回転し、連動効果を抑制する。それによって締付ローラ８２は、締付体フリーホイール８０の回転時にのみ反時計回りに、凹所８６が形成された管状平面９０と軸９２とのあいだに締め付けられ、それによって連動効果を生ぜしめる。
【００３５】
符号１００により内部星状体を有する締付ローラフリーホイールが表されている。内部星状体１０２に、凹所１０８の中にローラ状またはボール状に形成された締付体１０６が設けられている。締付体１０６が各凹所１０８の底部で斜めに形成された部分に乗り上げると、直ちに締付体１０６が管状体１０４の内側に並べられ、該管状体を反時計回りに図２ａの中心に記載した矢印にしたがって連動する。図２ａの中心に示した内部星状体１０２を備える締付ローラフリーホイール１００を介して（それぞれ管状体１０４または軸１１０が駆動されているかどうかに応じて）惰走もしくは締結を達成することができる。
【００３６】
図２ａから、さらに円周方向に見て互いに離間して複数の駆動体１１６が収容されたバンドスプレッドバネ１１４を含むもう１つの締付体フリーホイール８０が読み取れる。それぞれ軸１１０の回転方向に応じてバンドスプレッドバネ１１４によって固定された駆動体１１６が管状平面９０の下側に並べられ、軸９２、１１０と管状平面９０とのあいだの締結を生ぜしめる。円周方向に見て互いに離間した個々の駆動体１１６は二重ケージ１１２の中に入れられる。図２ａ右側に形成された締付体フリーホイール８０によっても軸９２、１１０と管状平面９０とのあいだに惰走もしくは締結を実現でき、この締結もしくは惰走は、管状平面９０または軸９２、１１０が駆動されたかどうかに依存する。これは出力側および駆動側に関する締付体フリーホイール８０の設計に対して自由度を開く。
【００３７】
図２ｂから、本発明により提案された内蔵型測定装置の中に使用できる巻付バネフリーホイールが読み取れる。
【００３８】
図２ｂに示された巻付バネフリーホイール１２０は歯車のスリーブ状の突起体の周りに巻き付けられるバネ１２６を含む。歯車の駆動側は符号１２２で識別され、出力側は符号１２４で識別されている。駆動側の歯車１２２のスリーブ状の突起体に配設されたバネ１２６は、スリーブ状の突起体を駆動側の歯車１２２で取り囲む複数の巻線を有する。歯車１２２が出力側でそれぞれどの方向に駆動されるかに応じて、バネ１２６はより高いまたはより低い度合でスリーブ状のジャーナル周りに巻き付けられ、それによって出力側１２２に配設された歯車が収容された軸を駆動し、または該軸を自由に回転させる。
【００３９】
図２ｃから摩擦調整爪車の変形実施態様が読み取れる。
【００４０】
図１に示した戻り止め３４の変形実施態様は、図２ｃに示された摩擦調整爪車によっても実現できる。図２ｃに示した摩擦調整爪車１３０の場合は、それぞれ櫛状に形成された締付リング１３２もしくはカムを備える締付体リング１４４が示されている。櫛状の締付リング１３２は、出力側１４２を表すローラ１３６の内側に当接する複数の傾けて配置されたリブを有する。出力側１４０を表す軸１３４上に互いに耐回動性に収容される櫛状の締付リング１３２がそれぞれどの方向に回転するかに応じて、その櫛状に離間するリブがローラ１３６の内側に当接する。軸１３４が時計回りに駆動されるとき、ローラ１３６が連動される。軸１３４の回転が反時計回りに実行されるとき、櫛状に形成されたリブは櫛状の締付リング１３２の円周面でローラ１３６の内周面を通過して摺動する。
【００４１】
図２ｃから、さらに締付体リング１４４を含む摩擦調整爪車１３０が読み取れる。締付体リング１４４はローラ１３６の内周面に当接する個々の突出する突部１３８を含む。ローラ１３６は摩擦調整爪車１３０の出力側を表す。摩擦調整爪車１３０の駆動は出力側１４０から軸１３４を介して実行される。時計回りの軸１３４の駆動時に突出する突部１３８と締付体リング１４４のカムとのあいだのオフセットによってローラ１３６の内周面から突出する突部１３８が省かれる。軸１３４が出力側１４０で反時計回りに駆動されるとき、締付体リング１４４の外周面に設けられた突出する１３８がローラ１３６の内側に並べられ、該ローラを反時計回りに連動する。
【００４２】
図３から、医療機器たとえばインスリンポンプ用の本発明により提案された駆動装置のもう１つの変形実施態様が読み取れる。
【００４３】
図１と同様に、充電段階中に長さ変化１２を実行する圧電アクチュエータ１０が設けられている。圧電アクチュエータ１０の電圧印加時に該アクチュエータのアクチュエータヘッド１６が伝導要素１８の下側に突き当たり、レバー状に形成された伝導要素１８が回転方向２６へその回転軸２４周りに偏向する。その際にリセット要素１４が圧縮される。図３記載の変形実施態様に示されたレバー状に形成された伝導要素１８も第１レバーアーム３０および第２レバーアーム３２を含み、それらの長さ指定によって伝導要素１８の変速比を調整できる。伝導要素１８の第１端部２０が回転軸２４周りの伝導要素１８の旋回運動時に上方へ移動され、一方、第２レバーアーム３２の第２端部２２は回転軸２４を基準に下方へ移動する。第２レバーアーム３２の第２端部２２の先端に向かう端部は、ブロック状に形成された逆転阻止型回転子１５４の第１回転子側１５８の噛合機構に係合する。ブロック状に形成された逆転阻止型回転子１５４は線形に運動可能であり、ガイド部１５６の中に収容されている。戻り止め１５２は線形に移動可能のブロック状に形成された回転子１５４の第２回転子側１６０の形成によって付与されている。回転軸２４周りの伝導要素１８の偏向時にブロック状に形成された逆転阻止型回転子１５４に現れる下方運動時に、ブロック状に形成された回転子１５４が垂直方向へ矢印にしたがって下方へ移動し、図３においてコイルばねとして形成された２次エネルギー蓄積体４０を圧縮する。傾けたリブを備える櫛状に形成されたリブ構造を有する第２回転子側１６０の構成によって、ブロック状に形成された逆転阻止型回転子１５４の下方運動が垂直方向へ阻止されない。ブロック状に形成された逆転阻止型回転子１５４がガイド部１５６で下方へ偏向されたとき、櫛状に形成されたリブ構造が第２回転子側１６０でブロック状の逆転阻止型回転子１５４の逆転運動をそのガイド部１５６で阻止する。これはガイド部１５６の平滑な内側への第２回転子側１６０でリブの各端部を並べることによって生ぜしめられる。それによってブロック状に形成された逆転阻止型回転子１５４は、圧電アクチュエータ１０の放電段階中にその位置にとどまり、圧電アクチュエータ１０の次の充電段階までレバー状に形成された伝導要素１８の第２端部２２が新たに下方へ移動され、第１回転子側１５８で噛合機構に係合することによってブロック状に形成された回転子１５４をそのガイド部１５６でさらに下方へ移動する。
【００４４】
それによって圧電アクチュエータ１０の振動行程運動がブロック状に形成された逆転阻止型回転子１５４の連続的に加算される行程運動へ伝導される。第１レバーアーム３０もしくは第２レバーアーム３２のどのレバー長さをそれぞれ伝導要素１８の回転軸２４を基準に有しているかに応じて、ブロック状に形成された回転子１５４の行程経路に、圧電アクチュエータ１０の、より大きい長さ変化１２を伝達することができる。圧電アクチュエータ１０は所望の動作周波数の交流電圧で駆動される。使用する圧電アクチュエータ１０が長く形成されているほど、すなわち圧電結晶体がより多く重ねて積層されているほど、圧電アクチュエータ１０の電圧印加時により高い長さ変化１２を達成することができる。通常、圧電結晶積層体の長さ変化は、圧電結晶積層体の長さ１ｍｍあたり１．５μｍになる。
【００４５】
ブロック状に形成された逆転阻止型回転子１５４によって付勢された２次エネルギー蓄積体４０は、捩りバネとして、渦巻バネとしてまたは線形バネとして形成することができる。２次エネルギー蓄積体４０はブロック状に形成された逆転阻止型回転子１５４と結合することができ、該回転子から外された独立の部品とすることもできる。医療機器内部で機械エネルギーへの電気エネルギーの変換用の本発明により提案された駆動装置の図３に示した変形実施態様により、ランセット切開運動を高動的に解除する２次機械エネルギー蓄積体４０、医療機器内部の試験ストリップ輸送、または医療機器内部でドラム状またはマガジン状に形成された試験ストリップ容器の継続的運動を実現できる。そのほかに、提案された駆動装置によってインスリンポンプを駆動することができ、その際に長い運転期間にわたり著しく少ない行程運動が必要である。
【００４６】
図４から、穿刺駆動装置用の２次機械エネルギー蓄積体を緊定する本発明により提案された駆動装置が読み取れる。
【００４７】
図４から、圧電アクチュエータ１０が医療機器の中へ組み込まれ、受面にハウジング側で支持されていることが分かる。圧電アクチュエータ１０の圧電結晶積層体の長さ変化１２はアクチュエータヘッド１６へ伝達される。アクチュエータヘッド１６は伝導要素１８の第１端部２０の鍋状の凹所の中に静置されている。図４に示した変形実施態様にしたがって、伝導要素１８が角度をつけて形成されており、第１レバーアーム３０の第１端部２０ならびに第２レバーアーム３２の第２端部２２を含む。伝導要素１８はハウジングに固定して設けた受面１７６で旋回軸受１７４の中に静止している。圧電アクチュエータ１０の長さ変化１２時に下方への第１レバーアーム３０の偏向が行われ、これが記載した両矢印１７８にしたがって第２レバーアーム３２の側方旋回運動を生じる。第２レバーアーム３２の第２端部２２に配置された台１８０は穿刺駆動装置１７０のカム１８２に作用する。圧電アクチュエータ１０の長さ変化１２時に伝導要素１８によって伝導された行程は、台１８０を介して第２レバーアーム３２の第２端部２２でカム１８２へ転送される。カム１８２は固定して第１締付ローラフリーホイール１８８の外部リングと連結されている。第２締付ローラフリーホイール１９０の外部リングは定置して医療機器の装置ハウジング１９４と連結されている。穿刺駆動装置１７０用の装置側に設けた２次機械エネルギー蓄積体４０は、回動可能の軸１８４の一端部と結合されており、カム１８２の偏向時に初張力を付与される。回動可能に収容された軸１８４は、図４で部分的にのみ記載されている装置ハウジング１９４内のシャフト軸受１８６の中に軸支されている。第１締付ローラフリーホイール１８８がその外部リングで定置してカム１８２と連結されている一方、第２締付ローラフリーホイール１９０の外部リングは固定して装置ハウジング１９４と接続されている。
【００４８】
図４において、符号１８１でボールヘッド付圧力部材が表されている。ボールヘッド付圧力部材１８１は、レバー状に形成された伝導要素１８の第２端部２２に収容された台１８０に対向して配置されている。ボールヘッド付圧力部材１８１の内部に、圧力部材１８１のボールヘッドをバネ力で付勢するバネ１８３がある。符号１８５で締付ローラフリーホイール１８８および１９０の中に収容された軸１８４の対称線が表されている。カム１８２が圧電アクチュエータ１０の充電段階中にレバー状に形成された伝導要素１８を介して偏向されるとき、バネ１８３によって付勢された圧力部材１８１のボールヘッドがバネ要素１８３の作用に抗して初張力を付与される。カム１８２のその出発位置へのリセットは、ボールヘッド付圧力部材１８１の中にあるバネ１８３によって実施され、このバネはカム１８２を圧電アクチュエータ１０の放電段階中に再びその出発位置へリセットする。この方法により、伝導要素１８の行程運動が回動可能の軸１８４の端部に収容された２次機械エネルギー蓄積体４０へ伝達される。
【００４９】
図５から、著しく少ない組込容積と軸線組立方式とを特徴とする本発明により提案された駆動装置の一変形実施態様が読み取れる。
【００５０】
図５から、圧電アクチュエータ１０が軸線組立方式２００で医療機器に組み込まれていることを読み取ることができる。固体関節２０４すなわちその断面に対して弱い箇所を有するレバートング２０２が設けられている。レバートング２０２は第１トング脚部２０６と第２トング脚部２０８を含む。圧電アクチュエータ１０は長さ変化１２時にレバートング２０２の各々１つの第１の短い脚部２２２と第２の短い脚部２２４とを付勢する。圧電アクチュエータ１０の充電段階中すなわちその長さ変化１２時に駆動ベル２１０が作動される。
【００５１】
駆動ベル２１０は出力軸２１８上に回動可能に軸支されている。駆動ベル２１０は前面側端部にそれぞれトング脚部２０６、２０８の前面に形成された突部２３０、２３２によって付勢されたカム２２６、２２８を含む。突部２３０、２３２の連続的移動によって駆動ベル２１０が符号３８を付けた矢印にしたがって回転に移行される。この方法により発生した駆動ベル２１０の回転運動は、内部星状体として形成されたフリーホイール２２０に伝達される。内部星状体として形成されたフリーホイール２２０は耐回動性に出力軸２１８に収容されている。駆動ベル２１０は捩りバネ２１２によって取り囲まれている。内部星状体として形成されたフリーホイール２２０に構成されたリブは、駆動ベル２１０の内周面２１６に当接する。駆動ベル２１０から分離された独立の部品としてフリーホイールベル２１４が駆動ベル２１０と同軸に設けられている。フリーホイールベル２１４は第１トング脚部２０６と第２トング脚部２０８とのあいだの凹所２３６の中にある、ほぞ状に形成された捩れ保護部２３４を含む。
【００５２】
圧電アクチュエータ１０の収縮時に駆動ベル２１０が捩りバネ２１２によって再びその出発位置へリセットされる。出力軸２１８の戻り回転はフリーホイールベル２１４と回転方向３８と反対の出力軸２１８の戻り回転を阻止するフリーホイール２２０とによって保証される。圧電アクチュエータ１０の放電段階中、その先行する電圧印加時に駆動ベル２１０の回転によって生じた出力軸２１８の回転運動は、回転方向３８と反対の出力軸２１８の戻り回転がフリーホイールベル２１４の内周面に当接するフリーホイールシステム２２０のリブによって出力軸２１８の戻り回転を阻止するので、回転方向３８に得られた状態にとどまる。それに対して、回転運動の導入時に回転方向３８へ駆動ベル２１０はフリーホイールベル２１４と相対的にフリーホイール２２０の回転を実行することができる。
【００５３】
図６から医療機器またはインスリンポンプ等々用の本発明に係る駆動装置のもう１つの変形実施態様が読み取れる。
【００５４】
図６に、膜を備えるアクチュエータ３００が示されている。アクチュエータ３００は圧力媒体で付勢可能の中間空間３０２を閉鎖する膜によって形成される。膜材料の膜厚は符号３０４で表している。壁３０８によって制限された中間空間３０２は、たとえば空気のような気体状の媒体によって、またはたとえば水や油のような液体によって付勢される。中間空間３０２の圧力付勢に応じて膜の偏向３０６が生じる（図６に点線で示した膜の偏向位置によって表されている）。圧力媒体３１０によって付勢可能の中間空間は膜材料によって密閉されている。膜を備えるアクチュエータ３００は方向３１２へこの変形実施態様で使用可能のレバー状の伝導要素１８に作用する。レバー状に形成された伝導要素１８は回転軸４２０周りに回転方向２６へ作動可能である。伝導要素１８は第１レバーアーム３０の端部に第１端部２０と、第２レバーアーム３２の端部に第２端部２２とを含む。第１レバーアーム３０はバネ状に形成されたリセット要素１４によって付勢されている。膜を備えるアクチュエータ３００の偏向３０６時に膜材料はレバー状に形成された伝導要素１８の第１レバーアーム３０の下側に接触し、伝導要素１８を回転軸２４周りに回転方向２６へ偏向する。
【００５５】
逆転阻止型回転子３６の円周の噛合機構５０（ここでは爪車として表す）に係合する伝導要素１８の第２端部２２は、その軸周りに図６に示す逆転阻止型回転子３６を移動し、それによって逆転阻止型回転子と耐回動性に連結された２次機械エネルギー蓄積体４０に初張力を付与する。逆転阻止型回転子３６の戻り回転は、戻り止め３４によって回避される。図６記載の変形実施態様において、戻り止め３４は回転軸受４６周りに旋回可能に配置されたラチェット４２として形成されている。ラチェット４２の端部は初張力要素４４によって付勢され、他方、ラチェット４２の他端に噛合機構５０の中間空間へ逆転阻止型回転子３６（ここで爪車として形成）の外周に係合する鉤状体５２が形成されている。
【００５６】
本発明により提案した駆動装置のこの変形実施態様においても、戻り止め３４すなわちラチェット４２および外歯５０の空回りは、第２端部２２でレバー状に形成された伝導要素１８の行程よりも小さく、該戻り止めで前記要素が逆転阻止型回転子３６の噛合機構５０に係合する。それによって、膜を備えるアクチュエータ３００の行程で実際に逆転阻止型回転子３６の回転運動が少なくとも１つの歯ピッチだけ達成されることが保証されている。図６において、膜を備えるアクチュエータ３００は低く取り付けられる変形実施態様で示されている。膜を備えるアクチュエータ３００によって達成可能の、レバー状に形成された伝導要素１８を回転させる偏向３０６は、選択された膜材料と、中間空間３０２の内部で圧力媒体３１０がさらされる圧力とに依存する。膜材料の偏向３０６のそれぞれの度合に応じて第１レバーアーム３０のより小さいまたはより大きい偏向を伝導要素１８の回転軸２４周りに、かつそれによって伝導要素１８の第２レバーアーム３２の第２端部２２でより小さいまたはより大きい行程を達成することができる。
【００５７】
図７から、マイクロモータが使用される本発明により提案された駆動装置のもう１つの変形実施態様が読み取れる。
【００５８】
図７は、マイクロモータを備えるアクチュエータ４００がレバー状に形成された伝導要素１８の端部に配置されていることが読み取れる。マイクロモータを備えるアクチュエータ４００は、回転方向４０４へ駆動される出力軸４０２を含む。出力軸４０２の端部に図７において楕円形に形成された輪郭４１６を有するカム４０８がある。図７に示されたカム４０８は、一回転あたり１回だけレバー状に形成された伝導要素１８の第１レバーアーム３０の下側で接触面４０６に接触する。そのためにカム４０８が接触点４１４を有する。実線で表したカム４０８の位置は、接触点４１４、第１レバーアーム端３０の接触面４０６に接触し、レバー状に形成された伝導要素１８はリセット要素１４の作用と反対の回転方向２６へ回転軸２４周りに偏向する。
【００５９】
図７に示した、マイクロモータを備えるアクチュエータ４００の出力軸４０２と共に設けたカム４０８の代わりに、一回転あたり第１レバーアーム３０の接触面４０６と少なくとも２回またはより頻繁に接触するカムを使用することもできる。
【００６０】
マイクロモータを備えるアクチュエータ４００の回転に応じて、レバー状に形成された伝導要素１８の第１レバーアーム３０の振動偏向と、それに応じてレバー状に形成された伝導要素１８の第２レバーアーム３２の第２端部２２の偏向とを生じる。それによって図７記載の変形実施態様において爪車として形成された逆転阻止型回転子にこれが２次機械エネルギー蓄積体４０へ伝達する回転運動が強制される。レバー状に形成された伝導要素１８のリセット時（すなわちカム４０８の接触点４１４がカム４０８の回転中の接触面４０６にまさに接触しない場合）逆転阻止型回転子３６の戻り回転は戻り止め３４によって抑制される。
【００６１】
図７に示した変形実施態様において、戻り止め３４は図６記載の変形実施態様の戻り止めと類似に作られている。その際に戻り止め３４の空回りは、レバー状に形成された伝導要素１８の第２レバーアーム３２で第２端部２２の行程よりも小さくなるように指定されている。それによって、伝導要素１８の回転軸２４周りの第１レバーアーム３０の偏向時に噛合機構５０を具備した、爪車として形成された逆転阻止型回転子３６の回転を達成できることが保証されている。
【００６２】
従って、伝導要素１８の第２端部２２での第１レバーアーム３０の第１端部２０で伝導要素１８の偏向時にあらかじめ達成された行程運動は、反時計回りに逆転阻止型回転子３６の回転運動を生じ、逆転阻止型回転子３６の戻り回転運動が戻り止め３４によって阻止される。この方法により、２次機械エネルギー蓄積体４０で伝導要素１８の動作行程に応じて、たとえばインスリンポンプのような医療機器内の機能の解除に利用できるエネルギー内容を蓄積することができる。
【００６３】
図８は医療機器用の組合せ駆動装置の図である。
【００６４】
図８に示した組合せ駆動装置５００は、図８において模式的にのみ表している２次機械エネルギー蓄積体５０２を含む。歯車５０４は回動可能に組合せ駆動装置５００の中に軸支されており、両矢印５１２にしたがって両方の回転方向へ回転することができる。歯車５０４は機械エネルギーを蓄積する２次機械エネルギー蓄積体５０２と結合されており、また直接ドラムマガジン５０４のハウジング側とも結合されている。上記圧電アクチュエータ１０の一変形実施態様による歯車５０４の駆動時に、歯車５０４の回転を生じ、それによって２次機械エネルギー蓄積体５０２が圧縮される。他方、歯車５０４は、対応して形成された、ドラムマガジン５０６の底部に係合し、その結果、ドラムマガジン５０６がその回転軸５１４周りに回転される。マガジンは、たとえば試験ストリップまたはランセットのマガジン化のために設けることができ、その結果、ドラムマガジン５０６の中の使い捨て製品は対応して医療機器内の採取ユニットに位置決めされるようにドラムマガジン５０６の回転が生じる。たとえば、ランセットを駆動する２次機械エネルギー蓄積体５０２の緊定中に同時にその回転軸５１４周りにドラムマガジン５０６の先送りが生じ、その結果、試験ストリップが専用に設けた採取ユニットを利用して、たとえば押棒を利用して試料塗布のためにドラムマガジン５０６から取出し可能であることも考えられる。回転軸５１４周りのドラムマガジン５０６の回転方向は矢印５１４で示されている。
【００６５】
図９は部分図で採血システムとマガジン輸送部とを含む内蔵型システムを示す。
【００６６】
図９から、内蔵型システム５３０が穿刺補助具５３２と、図示していないが図８から模式的に読み取ることができるドラムマガジン５０６を含むことが明らかである。図９に示していないドラムマガジンは軸５３４によって駆動される。軸５３４はそのドラムマガジンに向いた端部に図９に示さないドラムマガジン用の駆動体として機能する歯構造５３６を含む。穿刺補助具５３２は図９の図示にしたがって内蔵型システム５３０の下部領域に収容されている。軸５３４の先送りとそれに関連する図８記載のドラムマガジン５０６の回転運動は、上述と同様に本発明により提案された駆動装置によって達成することができる。そのため軸５３４は、たとえば図５の図示による出力軸２１８と結合することができる。軸線方向の構造形態でそこに示した圧電アクチュエータ２００は、軸５３４のほかに穿刺補助具５３２に初張力を与える渦巻バネ５３８も作動することができる。２次機械エネルギー蓄積体はコイルばね４０としても図９に模式的に暗示した渦巻バネ５３８としても形成することができる。図９から、さらに爪車３６として形成可能の逆転阻止型回転子が読み取られ、それに図５記載の圧電アクチュエータ２００が作用する。もちろん、図９から明らかな内蔵型システム５３０の中に図１、４ならびに６および７記載の本発明により提案された駆動装置の変形実施態様を使用することも可能である。
【００６７】
図１０および１１の図示から、蓄積されかつ押出された医療用消費材を備えるドラムマガジンが読み取れる。
【００６８】
図１０から、その回転軸５１４周りに回動可能であるドラムマガジン５０６を読み取ることができる。図１０の図示によるドラムマガジン５０６は、複数のその貯蔵位置５５２に示した医療用消費材を含む。これは、たとえば試料塗布面５０４を有する試験ストリップとして形成することができる。消費材５５０は押棒５６０を利用してその図１０に示した貯蔵位置５５２から図１１に示した取出位置５５４へ移動される。図１０および１１の図示によるドラムマガジン５０６から、それぞれ供給ローラ５５６およびカウンタローラ５５８が読み取られ、それらのあいだに符号５６２で表した輸送ギャップが生じる。押棒５６０が作動すると直ちに各医療用消費材５５０がドラムマガジン５０６の中のその貯蔵位置５５２からギャップ５６２へ押し入れられる。
【００６９】
図１１は、ここで試験ストリップ形態で表された医療消費材５５０が供給ローラ５５６とカウンタローラ５５８とのあいだの輸送ギャップ５６２の中に移動することを読み取ることができる。駆動された供給ローラ５５６はここでストリップ状に表した医療用消費材５５０に係合し、これを図１１に示したように、その取出位置５５４へ供給する。図１０および１１に示したドラムマガジン５０６は図９の図示にしたがって内蔵型システムの中に組み込むことができる。
【００７０】
図１２は分析装置の中に収容されるドラムマガジンを示す。
【００７１】
図１２から、分析装置５８０が位置決め装置５８２を含み、それを用いて個別的にドラムマガジン５０６の中に収容される医療用消費材５９２（この場合は試験ストリップの形態）が利用者による使用前に位置決めされることを読み取ることができる。ドラムマガジン５０６は駆動装置５８４によって駆動される。駆動装置５８４は該装置側で図１、図３、図４の上記変形実施態様ならびに図５〜７記載の駆動装置の１つの出力軸２１８を介して駆動することができる。分析装置５８０内の本発明により提案された駆動装置の収容により、その中に本発明により提案される駆動装置を収容するスペースを提供する取付け空間５８６が設けられている。分析装置５８０は補強のためにフレーム５９４を有する。遺漏の無いようにするため、試験ストリップ５９２が位置決め装置５８２に供給可能であるその前面に各々１つの取出開口部５９０を含む多数の収容チャンバ５８８をドラムマガジン５０６が有することを述べておく。本発明により提案された駆動装置によって駆動されるドラムマガジン５０６がその回転軸５１４周りに移動される。
【００７２】
図１３からシリンジとして形成されたインスリンポンプが読み取れる。
【００７３】
図１３に示したインスリンポンプ６１０はハウジング６３０を含む。ハウジング６３０の中に外歯２６を有する駆動スリーブ６１８が入れられている。外歯６２０により、たとえば図５に示された圧電アクチュエータ２００の出力軸２１８に軸線組込形態で収容できる駆動輪６１２が噛合う。インスリンポンプ６１０のような医療機器と本発明により提案された駆動装置の組合せによって、アンプル６２４の中に収容される作用物質（本実施例ではインスリン）を少量でしかし連続的に人体の中に入れられるカテーテルと接続されるチューブ６３２の中に供給するプランジャ６２６の特にゆるやかな送りが達成される。図１３に示されるインスリンポンプ６１０はネジ付棒を含み、そのネジは雄ネジを有するディスク６２８の内歯と噛み合う。雄ネジによってディスク６２８が耐回動性にハウジング６３０の中に軸支されている。ネジ棒６１６がディスク６２８によって連続的に回転されるとき、プランジャ６２６が最小の送りでアンプル６２４の中に入れられる。アンプル６２４はハウジング６３０の中で排出部材６３６と、前記排出部材の中に組み込まれたキャップ６３４とによって固定されている。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】戻り止めを具備した、圧電アクチュエータを備える駆動装置の第１変形実施態様である。
【図２ａ】締付体フリーホイールとしての戻り止めの一変形実施態様である。
【図２ｂ】巻付バネフリーホイールとしての戻り止めの一変形実施態様である。
【図２ｃ】摩擦調整爪車としての戻り止めの一変形実施態様である。
【図３】たとえば１対２５の変速比を有する駆動装置の一変形実施態様である。
【図４】穿刺駆動装置の中に組み込まれた本発明により提案された穿刺駆動バネの緊定用の圧電アクチュエータである。
【図５】小さい組込容積を有する軸線方向の実施形態における本発明により提案された駆動装置の一変形実施態様である。
【図６】偏向可能の膜を備える本発明により提案された駆動装置の一変形実施態様である。
【図７】マイクロモータを備える携帯式測定装置またはインスリンポンプ用の本発明により提案された駆動装置のもう１つの変形実施態様である。
【図８】組合せ駆動装置の図である。
【図９】採血システムとマガジン輸送部とを含むシステムの部分図である。
【図１０】蓄積されかつ押し出された医療消費材を備えるドラムマガジンである。
【図１１】蓄積されかつ押し出された医療消費材を備えるドラムマガジンである。
【図１２】分析装置の中に収容されるドラムマガジンである。
【図１３】シリンジとして形成されたインスリンポンプである。
【符号の説明】
【００７５】
１０  圧電アクチュエータ
１２  長さ変化
１４  リセット要素
１６  アクチュエータヘッド
１８  伝導要素（レバー状）
２０  第１端部
２２  第２端部
２４  回転軸
２６  伝導要素の回転方向
２８  伝導要素の軸受
３０  第１レバーアーム
３２  第２レバーアーム
３４  戻り止め
３６  爪車
３８  爪車の回転方向
４０  ２次機械エネルギー蓄積体
４２  ラチェット
４４  ラチェット用リセット要素
４６  ラチェットの回転軸受
４８  ラチェットの回転方向
５０  噛合機構
５２  鉤状体
８０  締付体フリーホイール
８２  締付ローラ
８４  バネ
８６  凹所
８８  面取り部
９０  管状平面
９２  軸
１００  内部星状体を備える締付ローラフリーホイール
１０２  内部星状体
１０４  管状体
１０６  締付体
１０８  凹所
１１０  軸
１１２  二重ケージ
１１４  バンドスプレッドバネ
１１６  駆動体
１２０  巻付バネ結合
１２２  駆動側
１２４  出力側
１２６  バネ
１３０  摩擦調整爪車
１３２  櫛状締付リング
１３４  軸
１３６  ローラ
１３８  突出した突部
１４０  駆動側
１４２  出力側
１４４  締付体リング
１５０  線形駆動式圧電アクチュエータ
１５２  戻り止め
１５４  回転子
１５６  ガイド部
１５８  第１回転子側
１６０  第２回転子側
１７０  穿刺駆動装置（３６０°駆動）
１７２  圧力部材
１７４  レバー用旋回軸受
１７６  受面
１７８  第１レバーアームの旋回領域
１８０  台
１８１  ボールヘッド付圧力部材
１８２  カム
１８３  バネ
１８４  回動可能の軸
１８５  対称軸
１８６  シャフト軸受
１８８  第１締付ローラフリーホイール
１９０  第２締付ローラフリーホイール
１９２  第１締付ローラフリーホイールの外部リング
１９４  装置ハウジング
２００  軸線組立方式の圧電アクチュエータ
２０２  レバートング
２０４  固体関節
２０６  第１トング脚部
２０８  第２トング脚部
２１０  駆動ベル
２１２  捩りバネ
２１４  フリーホイールベル
２１６  内周面
２１８  出力軸
２２０  フリーホイールシステム
２２２  第１の短い脚部
２２４  第２の短い脚部
２２６  第１カム
２２８  第２カム
２３０  第１突部（２０６）
２３２  第２突部（２０８）
２３４  捩れ保護部
２３６  凹所
３００  膜付アクチュエータ
３０２  中間空間
３０４  膜厚
３０６  偏向
３０８  中間空間３０２の壁
３１０  圧力媒体
３１２  膜の作用方向
４００  マイクロモータ付アクチュエータ
４０２  出力軸
４０４  回転方向
４０６  接触面
４０８  カム
４１０  電気接続
４１２  ９０°回転
４１４  カム４０８の接触点
４１６  楕円形輪郭
５００  組合せ駆動装置
５０２  ２次機械エネルギー蓄積体
５０４  歯車
５０６  ドラムマガジン
５０８  軸
５１０  回転方向
５１２  歯車の回転方向
５１４  ドラムマガジンの回転軸
５３０  穿刺補助具およびマガジン輸送部を有する内蔵型システム
５３２  穿刺補助具
５３４  軸
５３６  歯構造（駆動体ドラムマガジン）
５３８  渦巻バネ
５５０  医療用消費材
５５２  消費材の貯蔵位置
５５４  消費材の取出位置
５５６  供給ローラ
５５８  カウンタローラ
５６０  押棒
５６２  ギャップ
５６４  試料塗布面
５８０  分析装置
５８２  位置決め装置
５８４  ドラム駆動装置
５８６  アクチュエータ用取付け空間
５８８  収容チャンバ
５９０  取出開口部
５９２  試験ストリップ
５９４  フレーム
６１０  インスリンポンプ
６１２  駆動輪
６１４  出力軸（２１８と同じ）
６１６  ネジ付棒
６１８  駆動スリーブ
６２０  外歯
６２２  ディスク
６２４  アンプル
６２６  プランジャ
６２８  雄ネジ付ディスク
６３０  ハウジング
６３２  チューブ
６３４  キャップ
６３６  排出部材
【図１】
2008529562.tif 000003
【図２ａ】
2008529562.tif 000004
【図２ｂ】
2008529562.tif 000005
【図２ｃ】
2008529562.tif 000006
【図３】
2008529562.tif 000007
【図４】
2008529562.tif 000008
【図５】
2008529562.tif 000009
【図６】
2008529562.tif 000010
【図７】
2008529562.tif 000011
【図８】
2008529562.tif 000012
【図９】
2008529562.tif 000013
【図１０】
2008529562.tif 000014
【図１１】
2008529562.tif 000015
【図１２】
2008529562.tif 000016
【図１３】
2008529562.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成20年1月15日(2008.1.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械エネルギー蓄積体（４０、５３８）の充電用のアクチュエータ（１０、１５０、２００、３００、４００）を備える医療機器用駆動装置（５３０、５８０、６１０）であって、
アクチュエータ（１０、１５０、２００、３００、４００）が行程を実施可能のアクチュエータ（１０、１５０、２００、３００、４００）として構成されており、前記アクチュエータが振動駆動可能であり、その行程路（１２）が伝導要素（１８；２０６、２０８）を用いて機械エネルギー蓄積体（４０、５３８）に初張力を付与する逆転阻止型回転子（３６、１５４、２１０）に伝達され、かつ／または運動要素（２１８、５６０、６１６）を直接駆動することを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
運動要素がマガジン（５０６）から医療用消費材（５５０）を押し出す押棒（５６０）であることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項３】
運動要素が医学的作用物質を投与するポンプ（６１０）の摺動またはネジ付スリーブ（６１６）であることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項４】
逆転阻止型回転子（３６、１５４、２１０）に、アクチュエータ（１０、１５０、２００、３００、４００）の行程運動（１２）の上昇時に逆転阻止型回転子（３６、１５４、２１０）の戻り運動を妨げる戻り止め（３４、１５２）が組み込まれていることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項５】
戻り止め（３４、１５２）が爪車（３６）としてまたは外部輪郭（１５２）として線形回転子（１５４）に形成されていることを特徴とする請求項４記載の駆動装置。
【請求項６】
伝導要素（１８）が、様々な長さの第１および第２レバーアーム（３０、３２）を有し、レバーアーム（３０、３２）の一方が直接アクチュエータ（１０、１５０、２００、３００、４００）により付勢され、レバーアーム（３０、３２）の他方が逆転阻止型回転子（３６、１５４、２１０）を駆動することを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項７】
戻り止め（３４）が締付体フリーホイール（８０）として、内部星状体を備える締付ローラフリーホイール（１００、１０２）として、または摩擦調整爪車（１３０）として、または１対の逆転締付ローラフリーホイール（１８８、１９０）として形成されていることを特徴とする請求項４記載の駆動装置。
【請求項８】
伝導要素（１８）が装置ハウジング（１９４）の中でロッカーとして形成され、第１レバーアーム（３０）および第２レバーアーム（３２）を有し、第２レバーアーム（３２）が出力軸（１８４）の回転を生ぜしめる旋回カム（１８２）を作動することを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項９】
出力軸（１８４）が、旋回カム（１８２）と接続される第１締付ローラフリーホイール（１８８）を有し、かつ装置ハウジング（１９４）と接続される第２締付ローラフリーホイール（１９０）を有することを特徴とする請求項８記載の駆動装置。
【請求項１０】
戻り止め（３４）が、爪車として形成された逆転阻止型回転子（３６）の外歯（５０）に係合するラチェット（４２）を含むことを特徴とする請求項４記載の駆動装置。
【請求項１１】
逆転阻止型回転子（１５４）がブロック状に形成され、第１回転子側（１５８）と第２回転子側（１６０）とを有し、かつブロック状に形成された逆転阻止型回転子（１５４）がリニアガイド部（１５２）の中に収容され、ブロック状に形成された逆転阻止型回転子（１５４）の回転子側（１５８、１６０）の一方に、ブロック状に形成された逆転阻止型回転子（１５４）の戻り運動を阻止する櫛状のリブ構造が形成されることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項１２】
アクチュエータ（１０）が、アクチュエータ側で短い脚部（２２２、２２４）と、固体関節（２０６）に連結された第１および第２トング脚部（２０６、２０８）とを有するレバートング（２０２）を作動し、トング脚部（２０６、２０８）に突部面（２３０、２３２）が収容され、該突部面の駆動カム（２２６、２２８）が駆動ベル（２１０）を作動することを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項１３】
アクチュエータ（３００）が膜付アクチュエータとして構成され、その膜が中間空間（３０２）の圧力付勢時に行程路（１２）を発生する偏向（３０６）を生じることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項１４】
アクチュエータ（４００）がマイクロモータ付アクチュエータとして構成され、その出力軸（４０２）に伝導要素（１８）を偏向するカム（４０８）が収容されていることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【国際調査報告】
2008529562.tif 000018
2008529562.tif 000019
2008529562.tif 000020
2008529562.tif 000021
2008529562.tif 000022
2008529562.tif 000023