(57)【要約】【課題】本発明は、薬液を正確に投与する。【解決手段】本発明は、薬液を貯蔵する薬液貯蔵部７と薬液を外部に送出する送出部１０との間に、送出部１０側が陰圧になると薬液を流し、薬液貯蔵部７側が陽圧になると薬液の流れを停止させる制限部９を設けたので、送出部１０が駆動されて薬液を投与する場合には制限部９が薬液貯蔵部７から送出部１０までの流路を連通させ、薬液貯蔵部７に貯蔵された薬液を送出部１０を介して使用者に投与することができる一方、外力が加えられて下筐体部２や上筐体部３が変形して薬液貯蔵部７に陽圧がかかった場合には制限部９が薬液貯蔵部７から送出部１０への流路を塞ぐので、薬液貯蔵部７に陽圧がかかっても薬液を送出部１０を介して使用者の体内に投与させてしまうことを防止することができ、かくして薬液を正確に投与することができる。【選択図】図５
2013070790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体に薬液を投与するための携帯型の薬液投与装置であって、
薬液を貯蔵する薬液貯蔵部と、
前記薬液貯蔵部から生体内へ薬液を送液する流路を形成する流路部と、
前記流路部の途中に設けられ、前記薬液貯蔵部に貯蔵された薬液を前記流路部を介して使用者の体内へ送出する送出部と、
前記流路部における前記薬液貯蔵部と前記送出部との間に設けられ、送出部側が陰圧になると前記薬液貯蔵部と前記送出部との間の流路を連通させ、前記薬液貯蔵部側が陽圧になると前記薬液貯蔵部と前記送出部との間の流路を塞ぐ制限部と
を備える薬液投与装置。
【請求項２】
前記送出部は、シリンダ部と、該シリンダ部の内部空間で摺動するピストンとを有し、該ピストンが前記内部空間内で摺動することにより前記薬液貯蔵部に貯蔵された薬液を生体内に送出し、
前記制限部は、
前記ピストンが前記内部空間から引き出される方向に移動させる際の陰圧により前記薬液貯蔵部と前記送出部との間の流路を連通させ、外力により前記薬液貯蔵部側が陽圧になると前記薬液貯蔵部と前記送出部との間の流路を塞ぐ
請求項1に記載の薬液投与装置。
【請求項３】
前記制限部は、
前記送出部が動作することによる陰圧で変形するダイヤフラムと、
前記薬液貯蔵部及び前記送出部を前記流路部を介して連通させる内部流路が前記ダイヤフラムの一方の面に接するように形成される本体部と、
前記内部流路内で前記ダイヤフラムに接続され、該ダイヤフラムの変形に応じて移動して前記内部流路を開放するシール弁と
を備える請求項１又は２に記載の薬液投与装置。
【請求項４】
前記本体部は、
前記ダイヤフラムが一方の面に当接され、該一方の面とは異なる面から前記内部流路及び前記流路部を介して前記薬液貯蔵部及び前記送出部がそれぞれ接続され、前記内部流路において前記ダイヤフラムと接している位置よりも前記薬液貯蔵側で該内部流路が広げられ、
前記シール弁は、
前記内部流路における広げられた位置での内面に周方向に沿って、前記薬液貯蔵部側から前記内部流路を塞ぐように当接する当接部と、
前記ダイヤフラム及び前記当接部を接続する支柱部を備え、
前記送出部が動作することによる陰圧により前記ダイヤフラムが前記内部流路側に変形して前記当接部が前記内面から離間し、前記薬液貯蔵部側が陽圧になると前記当接部が前記内面に押し付けられる
請求項３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、薬液投与装置に関し、例えばインスリンを人体に投与する場合に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、薬液（インスリン）を投与する装置として、使用者の皮膚に付着させて用いられる携帯型の装置であって、薬液容器である貯蔵容器に充填された薬液を体内に投与する、所謂ピストンポンプ型の装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１０−５０１２８３公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した薬液投与装置のように使用者に保持される場合、薬液投与装置に対して外から力（外力）が加えられてしまう恐れがある。
【０００５】
薬液投与装置は、使用者の皮膚に付着されて保持されるために軽量化を図るべく筐体がプラスチック等により構成されているため、外力により該筐体が変形し、薬液が貯蔵された薬液貯蔵部も筐体の変形に応じて圧力が加えられてしまうことも考えられる。
【０００６】
このとき薬液投与装置では、薬液貯蔵部の内部が陽圧となって薬液が外部（使用者の体内）に押し出されてしまう可能性がある。
【０００７】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、意図しない過剰な量の薬液が体内に投与されることを防止する機能を有した薬液投与装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる課題を解決するため本発明は、生体内に薬液を投与するための携帯型の薬液投与装置であって、薬液を貯蔵する薬液貯蔵部と、薬液貯蔵部から使用者の体内へ薬液を送液する流路を形成する流路部と、流路部の途中に設けられ、薬液貯蔵部に貯蔵された薬液を流路部を介して生体内へ送出する送出部と、流路部における薬液貯蔵部と送出部との間に設けられ、送出部側が陰圧になると薬液貯蔵部と送出部との間の流路を連通させ、薬液貯蔵部側が陽圧になると薬液貯蔵部と送出部との間の流路を塞ぐ制限部とを有する。
【０００９】
これにより、送出部が駆動して薬液を生体内に投与する場合には制限部が薬液貯蔵部から送出部にかけての流路を連通させるので薬液が薬液貯蔵部から流路部を介して生体内に投与できる。一方、外部からの力により薬液貯蔵部に陽圧が加えられた場合には制限部が薬液貯蔵部と送出部との間の流路を塞ぎ薬液貯蔵部から薬液が生体内に流れ出すことを防止することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、送出部が駆動して薬液を生体内に投与する場合には制限部が薬液貯蔵部から送出部にかけての流路を連通させるので薬液が薬液貯蔵部から流路部を介して使用者の体内に投与でき、一方、外部からの力により薬液貯蔵部に陽圧が加えられた場合には制限部が薬液貯蔵部と送出部との間の流路を塞ぎ薬液貯蔵部から薬液が生体内に流れ出すことがなく、かくして意図しない過剰な量の薬液が体内に投与されることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】薬液投与装置の構成を示す略線図である。
【図２】薬液投与装置の分解斜視図である。
【図３】薬液投与装置における薬液の流路を示す略線図である。
【図４】制限部の構成を示す分解斜視図である。
【図５】制限部の断面図である。
【図６】送出部側を陰圧にした際の制御部の様子を示す略線図である。
【図７】薬液貯蔵部側を陽圧にした際の制御部の様子を示す略線図である。
【図８】薬液投与装置の電気的構成を示す略線図である。
【図９】ダイヤフラムの厚さを変えた場合の解析結果を示す略線図である。
【図１０】金属板の直径を変えた場合の解析結果を示す略線図である。
【図１１】シール弁の硬度を変えた場合の解析結果を示す略線図である。
【図１２】送出部側を５ｋPaの陰圧にした際の圧力分布及びシール弁の変位の解析結果を示す略線図である。
【図１３】薬液貯蔵部側を１０ｋPaの陽圧にした際の圧力分布及び接触圧力の解析結果を示す略線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１３】
〔１．薬剤投与装置の構成〕
図１に示すように、薬液投与装置１は、使用者の皮膚の適所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であり、内部に空間を有する下筐体部２と該下筐体部２の開口に嵌合する上筐体部３により扁平な略直方体形状に形成される。下筐体部２及び上筐体部３は、例えば合成樹脂（プラスチック）等の材質でなる。
【００１４】
薬液投与装置１の大きさは、使用者の皮膚にはりつけることができる程度にまで小型化されていればよいが、例えば横３２ｍｍ、縦４４ｍｍ、高さ１１ｍｍ略直方体形状が挙げられる。
【００１５】
下筐体部２には、両面テープ等でなる貼付部４が底面２Ａに設けられる。薬液投与装置１は、接着部４が使用者の皮膚に貼り付けられることにより該使用者に保持される。
【００１６】
薬液投与装置１は、下筐体部２の底面２Ａに、内部に充填された薬液を使用者の体内へ投与するために該使用者の皮膚を穿刺するための針やカニューレ等でなる穿刺部５と、内部に設けられた薬液貯蔵部７（図２）に薬液を注入するための注入口である注入部６とが設けられる。
【００１７】
薬液投与装置１は、図２及び図３に示すように、下筐体部２と上筐体部３とで形成される空間に注入部６、薬液貯蔵部７、流路部８、制限部９、送出部１０、駆動部１１、基板部１２等が設けられる。
【００１８】
薬液貯蔵部７は、柔軟性を有する材料により形成された容器（本実施の形態では２ｍＬ）である。薬液貯蔵部７を構成する材質としては、例えば、ポリオレフィンを含むものであるのが好ましく、特に好ましいものとして、ポリエチレンまたはポリプロピレンに、スチレン−ブタジエン共重合体やスチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体等のスチレン系熱可塑性エラストマーあるいはエチレン−プロピレン共重合体やエチレン−ブテン共重合体、プロピレン−αオレフィン共重合体等のオレフィン系熱可塑性エラストマーをブレンドし柔軟化した軟質樹脂を挙げることができる。そして、薬液貯蔵部７には薬液が注入部６を介して外部から充填される。薬液貯蔵部７に貯蔵される薬液としては、例えばインスリンや各種ホルモン、モルヒネなどの鎮痛薬、あるいは抗炎症薬剤などが挙げられる。
【００１９】
流路部８は、吸込管８Ａ、接続管８Ｂ及び送出管８Ｃにより構成され、薬液が流れる流路を形成する。吸込管８Ａは、薬液貯蔵部７と制限部９とを連通させる管である。接続管８Ｂは、制限部９と送出部１０とを連通させる管である。送出管８Ｃは、送出部１０と穿刺部５とを連通させる管であり、その先端には穿刺部５を備える。
【００２０】
制限部９は、詳しくは後述するように、送出部１０側（接続管８Ｂ側）が薬液貯蔵部７に対して相対的に陰圧になるとを吸込管８Ａ及び接続管８Ｂを介して連通させて薬液が流れるようにし、薬液貯蔵部１０側（吸込管８Ａ側）が送出部１０側に対して相対的に陽圧になると薬液貯蔵部７から送出部１０への流路を塞いで薬液が流れないようにする。
【００２１】
送出部１０は、ピストン２１、シリンダ部２２、一方向弁２３、２４及びＯリング２５、２６を含む構成とされる。
【００２２】
ピストン２１は、駆動部１１により駆動されてシリンダ部２２に形成された略円筒形状の内部空間２２Ａ内で内壁に接して所定のストロークで摺動する。ピストン１１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。
【００２３】
シリンダ部２２は、一端からピストン１１が挿入されて摺動する内部空間２２Ａが設けられ、該内部空間２２Ａの他端に接続管８Ｂと送出管８Ｃとを連通させて薬液が流れる流路を形成する流路２２Ｂが形成される。
【００２４】
一方向弁２３は、接続管８Ｂと流路２２Ｂとの間に設けられ、接続管８Ｂから流路２２Ｂへ流れる薬液を通過させ、流路２２Ｂから接続部８Ｂへは薬液を通過させないものであり、例えばアンブレラ弁が適応される。
【００２５】
一方向弁２４は、流路２２Ｂと送出管８Ｃとの間に設けられ、流路２２Ｂから送出管８Ｃへ流れる薬液を通過させ、送出管８Ｃから流路２２Ｂへは薬液を通過させないものであり、例えばアンブレラ弁が適応される。
【００２６】
Ｏリング２５は、接続管８Ｂとシリンダ部２２との間であって一方向弁２３の外周を囲むように配され、接続管８Ｂとシリンダ部２２との間から薬液が外部に漏洩することを防止する。
【００２７】
Ｏリング２６は、シリンダ部２２と送出管８Ｃとの間であって一方向弁２４の外周を囲むように配され、シリンダ部２２と送出管８Ｃとの間から薬液が外部に漏洩することを防止する。
【００２８】
駆動部１１は、ＣＰＵ４１（図８）の制御に応じてピストン２１を往復駆動させる。基板部１２は、電源電力を供給する電源部４４（図８）や駆動部１１を制御する回路などが配される。
【００２９】
〔２．制限部の構成〕
制限部９は、図４及び５に示すように、蓋部３１、金属板３２、ダイヤフラム３３、本体部３４、シール弁３５及び入力ポート３６により構成され、全体として略円柱形状に形成され、直径が約８ｍｍで厚さが約３ｍｍである。
【００３０】
蓋部３１は、例えば樹脂（ＰＭＭＡ）などの材質でなり、直径が約８ｍｍの偏平な円板状に形成される。蓋部３１は、その中央に貫通した孔３１Ａが設けられ、またダイヤフラム３３側の面に金属板３２の径よりも大きく金属板３２の厚さよりも深い溝３１Ｂが設けられる。
【００３１】
金属板３２は、例えばステンレスなどの材質でなり、直径が２〜５ｍｍの偏平な円板状に形成される。金属板３２は、ダイヤフラム３３における蓋部３１側の面であってその中央に接着される。
【００３２】
ダイヤフラム３３は、例えばシリコーンゴムなどの材質でなり、直径が約８ｍｍで厚さが０．１〜０．２ｍｍ程度の偏平な円板状に形成される。ダイヤフラム３３は、蓋部３１及び本体部３４に外周部分が周方向に全周に亙って挟まれるようにして隙間なく液密に固定され、蓋部３１及び本体部３４に挟まれていない中央部分が所定の圧力（本実施の形態では５［ｋＰａ］以下の圧力）が加えられることにより弾性変形する。
【００３３】
本体部３４は、例えば樹脂（ＰＭＭＡ）などの材質でなり、直径が約８ｍｍの略円柱状に形成される。本体部３４は、ダイヤフラム３３側の上面に金属板３２の直径よりも大きくダイヤフラム３３が下方向（ダイヤフラム３３に対して本体部３４側の方向）に移動するとされる距離よりも深い溝３４Ａが設けられる。
【００３４】
本体部３４は、上下方向の中央に、シール弁３５の支柱部３５Ｄの外径よりも大きい径の上下方向に貫通した孔３４Ｂが設けられる。
【００３５】
本体部３４は、ダイヤフラム３３側の面とは反対側の底面の中央に、シール弁３５の底面から土台部３５Ａの上端までの厚さと入力ポート３６の厚さの合計と同じ厚さで、シール弁３５の直径より若干大きな径の溝３４Ｃが設けられる。
【００３６】
本体部３４は、底面の中央に、入力ポート３６のフランジ３６Ｂの直径及び厚さに合わせたフランジ溝３４Ｄが溝３４Ｃと一体成形される。
【００３７】
本体部３４は、底面であって孔３４Ｂ、溝３４Ｃ及びフランジ溝３４Ｄと干渉しない位置に溝３４Ａに連通される孔３４Ｅが設けられる。
【００３８】
シール弁３５は、硬度が３０〜７０の例えばシリコーンなどの材質でなり、土台部３５Ａ、変形部３５Ｂ、当接部３５Ｃ及び支柱部３５Ｄが一体成形される。
【００３９】
土台部３５Ａは、本体部３４の溝３４Ｃの直径よりも小さな径で所定厚さの略円筒形状でなり、底面が入力ポート３６に接着される。
【００４０】
変形部３５Ｂは、土台部３５Ａの内側上方で該土台部３５Ａと当接部３５Ｃとを繋ぐ変形可能な薄さの環状部であり、上下方向に貫通し、周方向にほぼ間隔で、複数の孔３５Ｅが設けられる。土台部３５Ａの内側であって変形部３５Ｂの下側には内部空間３５Ｆが形成される。
【００４１】
当接部３５Ｃは、変形部３５Ｂの内側に設けられ、円柱形状部の上方に断面が半円（丸みを有する部分が上方を向いた半円）の環状部３５Ｇが一体的に形成される。当接部３５Ｃは、ダイヤフラム３３及び変形部３５Ｂが変形していない状態で、環状部の上面が本体部３４の溝３４Ａの上面３４Ｆに周方向にわたって隙間なく当接される。
【００４２】
支柱部３５Ｄは、当接部３５Ｃの上面中央であって断面が半円の環状部に干渉しない位置に設けられる。支柱部３５Ｄは、円柱形状に形成され、上面がダイヤフラム３３に接着される。
【００４３】
入力ポート３６Ｃは、例えば樹脂（ＰＭＭＡ）などの材質でなり、本体部３４の溝３４Ｃの径よりも小さい径でなる支持部３６Ａと該支持部３６Ａの下方に本体部３４のフランジ溝３４Ｄの径よりも小さい径でなるフランジ３６Ｂとが一体成形される。
【００４４】
入力ポート３６は、中央に上下方向に貫通した孔３６Ｃが設けられる。また入力ポート３６は、シール弁３５側の面が内部空間３５Ｆと同じ径で所定深さの溝３６Ｄが設けられ、該溝３６Ｄの中にシール弁方向に突設された突起部３６Ｅが支持部３６Ａ及びフランジ３６Ｂと一体成形される。
【００４５】
制限部９は、入力ポート３６の孔３６Ｃに吸込管８Ａが接続され、本体部３４の孔３４Ｅに接続管８Ｂが接続される。すなわち制限部９は、吸込管８Ａを介して薬液貯蔵部７と入力ポート３６の孔３６Ｃが連通され、接続管８Ｂを介して送出部１０と本体部３４の孔３４Ｅが連通される。
【００４６】
制御部９は、入力ポート３６の孔３６Ｃ、シール弁３５の内部空間３５Ｆ、孔３５Ｅ、本体部３４の溝３４Ｃ、孔３４Ｂ、溝３４Ａ及び孔３４Ｅにより、薬液が流れる流路（以下、これを内部流路とも呼ぶ）を形成する。
【００４７】
従って制限部９は、吸込管８Ａ、内部流路及び接続管８Ｂを介して薬液貯蔵部７と送出部１０とを連通させることができる。
【００４８】
制限部９は、圧力が加えられていない状態、すなわちダイヤフラム３３及びシール弁３５の変形部３５Ｂが変形していない状態で、シール弁３５の当接部３５Ｃが本体部３４の溝３４Ｄの上面３４Ｆに周方向にわたって隙間なく当接されているので内部流路を閉鎖し、薬液貯蔵部７から送出部１０への流路を塞ぐ。
【００４９】
一方、制限部９は、駆動部１１が駆動されてピストン２１が内部空間２２Ａを広げる方向に移動されると、本体部３４における接続部８Ｂと接続された孔３４Ｅからシール弁３５の当接部３５Ｃまでの内部流路が陰圧になる。
【００５０】
このとき制限部９では、図６に示すように、ダイヤフラム３３がピストン２１による陰圧（図中では白抜矢印）で下方向に変形し、それに応じてシール弁３５の当接部３５Ｃ及び支柱部３５Ｄも下方向に移動する。なおシール弁３５では、当接部３５Ｃ及び支柱部３５Ｄの下方向への移動に応じて変形部３５Ｂが変形する。
【００５１】
従って制限部９は、シール弁３５の当接部３５Ｃが本体部３４の溝３４Ｄの上面３４Ｆから離間して内部流路を開放し、内部流路を介して薬液貯蔵部７から送出部１０への流路を連通させ、図中では矢印で示されるように薬液が内部流路を流れる。これにより薬液投与装置１では、ピストン２１による陰圧により薬液貯蔵部７から送出部１０に薬液が引き出され、ピストンが内部空間２２Ａ（図３参照）を縮める方向に移動されると送出管８Ｃ及び穿刺部５を通って薬液が使用者の体内に投与される。
【００５２】
ところで薬液投与装置１は、下筐体部２及び上筐体部３が肉薄の合成樹脂で形成されているため外力が加えられると該下筐体部２及び上筐体部３が変形してしまい、薬液貯蔵部７にも圧力が加わり、薬液貯蔵部７が陽圧（外部よりも圧力が高い状態）になる可能性がある。
【００５３】
制限部９は、図７に示すように、薬液貯蔵部７が陽圧になると吸込管８Ａ、入力ポート３６の孔３６Ｃ及びシール弁３５の内部空間３５Ｆを介してシール弁３５の当接部３５Ｃに上方向の圧力が加わり、該圧力により該当接部３５Ｃが本体部３４の溝３４Ｃの上面３４Ｆに押し付けられる。なお図７において圧力を白抜き矢印で示す。
【００５４】
従って制限部９は、当接部３５Ｃの環状部３５Ｇが本体部３４の溝３４Ｃの外周の上面３４Ｆに押し付けられることにより内部流路を閉鎖し、薬液貯蔵部７から送出部１０への流路を塞ぐ。これにより薬液投与装置１では、薬液貯蔵部７が陽圧になっても、その陽圧によって薬液が制限部９より下流に流れることがないので、使用者の体内へ薬液が投与されてしまうといったことを防止する。
【００５５】
〔３．薬液投与装置の電気的構成〕
薬液投与装置１は、図８に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４１、ＲＯＭ（Read Only Memory）４２、ＲＡＭ（Random Access Memory）４３、電源部４４、インターフェース部（Ｉ／Ｆ部）４５、報知部４６及び駆動部１１がバス４７を介して接続される。
【００５６】
ＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３、電源部４４及び報知部４６は、基板部１２上に配される。電源部４４は電池が適応される。報知部４６は例えば音声で報知するためのスピーカや、光で報知するためのＬＥＤなどが適応される。
【００５７】
インターフェース部４５は、上筐体部３又は下筐体部２に配されユーザの入力命令を受け付けるボタン（図示せず）が適応される。またインターフェース部４５の代わりに無線による通信を行うためのアンテナ及び通信回路からなる通信部を搭載し、本ポンプとは別体となる操作部（図示せず）から無線通信による入力命令を受け付ける方式でもよい。
【００５８】
ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４２に格納された基本プログラムをＲＡＭ４３に読み出して実行することより全体を統括制御すると共に、ＲＯＭ４２に記憶された各種アプリケーションプログラムをＲＡＭ４３に読み出して実行することにより各種処理を実行する。使用者は薬液投与装置１を操作し、制限部であるＣＰＵ４１に指令を出すことで、ＣＰＵ４１は基本プログラムを読みだし、駆動部１１を制御することで使用者へ薬液の投与を開始させる。
【００５９】
〔４．解析及び解析結果〕
〔４−１．最適化の解析及び解析結果〕
まず、制限部９全体の直径及び厚さをそれぞれ８ｍｍ及び３ｍｍとし、図９（Ａ）に示すように、ダイヤフラム３３（硬度５０）の厚さ、金属板３２の直径及びシール弁３５の硬度を変化させた際の当接部３５Ｃの変位量を有限要素法により解析した。なお、解析時の外部荷重として、送出部１０側に５ｋＰａの陰圧を加えた。
【００６０】
ダイヤフラム３３の厚さを０．１ｍｍ及び０．２ｍｍにした場合についての解析結果を図９（Ｂ）及び（Ｃ）にそれぞれ示す。図からも明らかなように、ダイヤフラム３３の厚さは薄いほど変形しやすいことがわかる。
【００６１】
次に、金属板３２の直径を２ｍｍ、４ｍｍ及び５ｍｍにした場合についての解析結果を図１０（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）にそれぞれ示す。図からも明らかなように、金属板３２の直径が４ｍｍのときにダイヤフラム３３が一番変形しており、ダイヤフラム３３の変形に適した金属板３２の大きさがあることがわかる。
【００６２】
次に、シール弁３５の硬度を３０及び７０にした場合についての解析結果を図１１（Ａ）及び（Ｂ）に示す。図からも明らかなように、シール弁３５は柔らかいほど変形しやすいことがわかる。
【００６３】
〔４−２．シール弁の変形及び接触圧力の解析及び解析結果〕
次に、送出部１０側から５ｋＰａの陰圧を加えた場合のシール弁３５の圧力分布及び変形、並びに薬液貯蔵部７側から１０ｋＰａの陽圧を加えた場合の圧力分布及び接触圧力の解析を有限要素法により行った。
【００６４】
なお、ダイヤフラム３３の厚さを０．１ｍｍ、金属板３２の直径を４ｍｍ、シール弁３５の硬度を３０として解析を行った。
【００６５】
まず、送出部１０側から５ｋＰａの陰圧を加えた場合におけるシール弁３５の圧力分布及び変形の解析結果を図１２（Ａ）及び（Ｂ）に示す。図１２（Ａ）ではシール弁３５の当接部３５Ｃが本体部３４の溝３４Ｄの上面３４Ｆから約０．０４ｍｍ離れることが分かった。
【００６６】
次に、薬液貯蔵部７側から１０ｋＰａの陽圧を加えた場合における圧力分布、及びシール弁３５の当接部３５Ｃと本体部３４の溝３４Ｄの上面３４Ｆとの接触圧力を図１３（Ａ）及び（Ｂ）に示す。図１３（Ａ）ではシール弁３５の当接部３５Ｂの上面及び底面に１０ｋＰａの圧力がかかることが分かる。図１３（Ｂ）では、シール弁３５の当接部３５Ｃと本体部３４の溝３４Ｄの上面３４Ｆとの接触圧力が最大で約３０ｋＰａとなり、シール弁３５により内部流路を閉鎖できていることが分かった。
【００６７】
〔５．実験及び実験結果〕
次に発明者により作成された制限部９では、本体部３４の孔３４Ｅ側（送出部１０側）から２ｋＰａの陰圧を加えると薬液に模した液体が内部流路を流れ始めることが確認された。
【００６８】
従って制限部９は、本体部３４の孔３４Ｅ側（送出部１０側）を５ｋＰａ以下でシール弁３５が本体部３４の溝３４Ｄの上面３４Ｆから離間して内部流路が連通されることが確認された。
【００６９】
また発明者により作成された制限部９では、入力ポート３６の孔３６Ｃ側（薬液貯蔵部７側）から５０ｋＰａの陽圧を加えても薬液に模した液体が内部流路を流れないことが確認された。従って制限部９は、入力ポート３６の孔３６Ｃ側（送出部１０側）に少なくとも５０ｋＰａの陽圧が加えられても、シール弁３５で内部流路を塞ぐことが確認された。
【００７０】
〔６．効果等〕
以上の構成において薬液投与装置１は、薬液を貯蔵する薬液貯蔵部７と薬液を外部に送出する送出部１０との間に、送出部１０側が陰圧になると薬液を流し、薬液貯蔵部７側が陽圧になると薬液の流れを停止させる制限部９を設けるようにした。
【００７１】
これにより薬液投与装置１は、送出部１０が駆動されて薬液を投与する場合には制限部９が薬液貯蔵部７から送出部１０までの流路を連通させ、薬液貯蔵部７に貯蔵された薬液を送出部１０を介して使用者に投与することができる。
【００７２】
一方、薬液投与装置１は、外力が加えられて下筐体部２や上筐体部３が変形して薬液貯蔵部７に陽圧がかかった場合には制限部９が薬液貯蔵部７から送出部１０への流路を塞ぐので、薬液貯蔵部７に陽圧がかかっても薬液を送出部１０を介して使用者の体内に投与させてしまうことを防止することができる。かくして薬液投与装置１は、薬液を正確に投与することができる。
【００７３】
また制限部９は、送出部１０が駆動することによる陰圧で変形するダイヤフラム３３、ダイヤフラム３３の一方の面に接して薬液貯蔵部７及び送出部１０を連通させる内部流路を形成する本体部３４、及び本体部３４における内部流路内でダイヤフラム３３に接着されて該ダイヤフラム３３の変形に応じて移動して本体部３４における流路を閉鎖及び開放するシール弁３５を含む構成である。
【００７４】
これにより制限部９は、複雑な構成を用いることがないため、薬液投与装置１全体を小型化及び軽量化することができる。これは使用者の皮膚に貼付して携帯される薬液投与装置に適応する場合に特に有用である。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、例えば医療分野に適用することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１……薬液投与装置、２……下筐体部、３……上筐体部、４……貼付部、５……穿刺部、６……注入部、７……薬液貯蔵部、８……流路部、９……制限部、１０……送出部、１１……駆動部、１２……基板部、２１……ピストン、２２……シリンダ部、２３、２４……一方向弁、２５、２６……Ｏリング、３１……蓋部、３２……金属板、３３……ダイヤフラム、３４……本体部、３５……シール弁、３６……入力ポート、４１……ＣＰＵ、４２……ＲＯＭ、４３……ＲＡＭ、４４……電源部、４５……インターフェース部、４６……報知部、４７……バス。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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