(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
薬液が充填されると共に、内部に摺動移動可能に配置されたプランジャの移動に伴って薬液が吐出されるシリンジを保持する保持部材と、
所定の駆動力で前記プランジャを押圧して、前記プランジャを前記シリンジ内に向かう第１方向に移動させる駆動部と、
前記プランジャが前記第１方向に所定の速度で移動するように、前記プランジャの移動を調整する調整機構と、を備え、
前記調整機構は、前記シリンジ内での前記プランジャの移動に起因して生じる抵抗力と前記駆動部の駆動力との差分に応じて、前記プランジャに対して前記第１方向と同じ方向に補助力を付与、或いは前記プランジャに対して前記第１方向とは反対の第２方向に反力を付与し、
前記調整機構は、
前記プランジャに連動して軸線に沿って移動可能に配置された可動体と、
前記可動体を前記第１方向に所定の速度で移動させるように、前記可動体を介して前記プランジャに前記第１方向に前記補助力を付与させる送り機構と、
前記可動体を介して前記プランジャに前記第２方向に前記反力を付与する制動部と、をさらに備え、
前記可動体は、外周面に雄ねじ部が形成されると共に、前記軸線回りの回転が規制された状態で配置された送りねじを有し、
前記送り機構は、
前記雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を有し、前記送りねじに螺着されたナット部材と、
前記ナット部材を回転させるための動力を発生させる駆動源と、を備えていることを特徴とする薬液ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載の薬液ポンプにおいて、
前記送り機構は、
前記駆動源からの動力を前記ナット部材に伝達する輪列機構と、
前記輪列機構を調速する調速機構と、を備え、
前記制動部は、少なくとも前記輪列機構における噛み合い力、及び前記雌ねじ部に対する前記雄ねじ部の噛み合い力を前記反力として利用する、薬液ポンプ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の薬液ポンプにおいて、
前記駆動源は、巻き解けによって前記動力を発生させるぜんまいを有している、薬液ポンプ。
【請求項４】
請求項２に記載の薬液ポンプにおいて、
前記送り機構は、前記駆動源から前記ナット部材への動力の伝達の停止と開始とを切り換える切換機構を備え、
前記ナット部材への動力の伝達停止によって、前記送りねじ及び前記プランジャの移動を停止させると共に、前記ナット部材への動力の伝達開始によって、前記プランジャの移動を前記調整機構で調整しながら、前記駆動力に基づいた前記プランジャの移動を行う、薬液ポンプ。
【請求項５】
請求項４に記載の薬液ポンプにおいて、
前記調速機構は、前記輪列機構に噛み合うと共に、前記ぜんまいの巻き解けに伴う前記動力によって回転し、且つ前記輪列機構の回転速度に応じた抵抗を発生させることで、前記輪列機構を調速する羽根車を備え、
前記切換機構は、
巻き解けによって切換動力を発生させる切換ぜんまいと、
前記切換動力に基づいて、前記羽根車から離間した離間位置と、前記羽根車に接触して前記羽根車の回転を停止させる停止位置との間を移動する可動部材と、を備えている、薬液ポンプ。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の薬液ポンプにおいて、
前記駆動部は、弾性復元力を利用して前記駆動力を発生させるばね部材を備えている、薬液ポンプ。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の薬液ポンプと、
前記薬液ポンプを内部に収容すると共に、生体表面に装着可能とされた本体ケースと、
生体に穿刺された状態で前記生体表面に留置可能とされると共に、前記シリンジから吐出された薬液が導入される留置針と、を備えていることを特徴とする薬液投与装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薬液ポンプ及び薬液投与装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、各種の分野において薬液を送り出す薬液ポンプが使用されている。例えば、理化学分野、医療分野において薬液を注入する場合や、水処理分野において酸、アルカリ等の薬液を注入する場合や、畜産分野において栄養剤等の薬液を注入する場合等に薬液ポンプが使用されている。
【０００３】
この種の薬液ポンプとして、例えば下記特許文献１に示されるように、インスリン等の薬液を吐出して、使用者の体内に投与する薬液ポンプが知られている。
この薬液ポンプは、薬液が充填されたシリンジを保持する保持体と、保持体に移動可能に設けられ、シリンジのプランジャを押圧する押圧部材と、押圧部材をプランジャごと付勢する渦巻きばねと、押圧部材の移動を規制するロック手段と、を備えている。
【０００４】
このように構成された薬液ポンプによれば、ロック手段による押圧部材の移動規制を解除すると、渦巻きばねが自身の弾性復元力によって、押圧部材に繋がった部分を巻き取るように弾性変形する。これにより、押圧部材を移動させてプランジャを押圧することができる。その結果、シリンジ内から薬液を一定の吐出量（吐出速度）で吐出することができ、使用者の体内に投与することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２５０８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の薬液ポンプでは、渦巻きばねによる動力を利用して押圧部材を押圧することで、薬液の吐出量を一定にしている。
しかしながら、シリンジ内でプランジャを移動させる際、実際上、シリンジ内に配置されるＯリング或いはガスケット等のシール部材の摺動抵抗や、薬液の粘性等の影響によって、プランジャが抵抗力を受けてしまう。しかも、抵抗力はかならずしも一定ではなく、プランジャの移動中に流動的に変化する場合がある。そのため、プランジャを所定の駆動力（推力）で押圧することが難しく、単位時間当たりのプランジャの移動量にばらつきが生じてしまい易かった。従って、上記従来の薬液ポンプでは、薬液の吐出量を一定にすることが困難であるうえ、吐出精度が低下するという課題があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、薬液を一定の吐出量で精度良く吐出することができる薬液ポンプ及び薬液投与装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明に係る薬液ポンプは、薬液が充填されると共に、内部に摺動移動可能に配置されたプランジャの移動に伴って薬液が吐出されるシリンジを保持する保持部材と、所定の駆動力で前記プランジャを押圧して、前記プランジャを前記シリンジ内に向かう第１方向に移動させる駆動部と、前記プランジャが前記第１方向に所定の速度で移動するように、前記プランジャの移動を調整する調整機構と、を備え、前記調整機構は、前記シリンジ内での前記プランジャの移動に起因して生じる抵抗力と前記駆動部の駆動力との差分に応じて、前記プランジャに対して前記第１方向と同じ方向に補助力を付与、或いは前記プランジャに対して前記第１方向とは反対の第２方向に反力を付与し、前記調整機構は、前記プランジャに連動して軸線に沿って移動可能に配置された可動体と、前記可動体を前記第１方向に所定の速度で移動させるように、前記可動体を介して前記プランジャに前記第１方向に前記補助力を付与させる送り機構と、前記可動体を介して前記プランジャに前記第２方向に前記反力を付与する制動部と、をさらに備え、前記可動体は、外周面に雄ねじ部が形成されると共に、前記軸線回りの回転が規制された状態で配置された送りねじを有し、前記送り機構は、前記雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を有し、前記送りねじに螺着されたナット部材と、前記ナット部材を回転させるための動力を発生させる駆動源と、を備えていることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る薬液ポンプによれば、駆動部による駆動力を利用してプランジャを押圧するので、シリンジ内にプランジャを押し込むように移動させることができ、シリンジ内の薬液を外部に吐出させることができる。特に、駆動力を利用してプランジャを押圧する際、調整機構が、シリンジ内でのプランジャの移動に起因して生じる抵抗力と駆動力との差分に応じて、プランジャがシリンジ内に向かう第１方向に補助力を付与する、或いはその反対の第２方向に反力を付与する。
【００１０】
例えば、プランジャの移動に起因して生じる抵抗力（例えばシリンジとプランジャとの間に生じる摺動抵抗や薬液の粘性抵抗等）が大きい場合には、プランジャの移動速度が遅くなってしまい、単位時間あたりのプランジャの移動量が低下してしまう。この場合には、調整機構は、プランジャに対してシリンジ内に向かう第１方向に補助力（すなわち、プラスの推力）を付与して、プランジャを増速させる。その反対に、上記抵抗力が小さい場合には、プランジャの移動速度が速くなってしまい、単位時間あたりのプランジャの移動量が増加してしまう。この場合には、調整機構は、プランジャに対して第１方向とは反対の第２方向に反力（すなわち、マイナスの推力）を付与して、プランジャの移動速度が速くなることを抑制することができる。
【００１１】
このように調整機構が、シリンジ内でのプランジャの移動に起因して生じる抵抗力と駆動力との差分に応じて、補助力或いは反力をプランジャに付与するので、上記抵抗力の影響を相殺するように補正することができる。そのため、駆動部からの駆動力でプランジャを移動させることができる。従って、一定の移動量でプランジャを移動させることができ、薬液を一定の吐出量（定量）で精度良く吐出することが可能となる。従って、優れた吐出精度を具備する薬液ポンプとすることができる。なお、駆動部を具備しているので、例えば調整機構による上記補助力自体が上記抵抗力よりも小さい場合であっても、プランジャを定量送りすることが可能となる。
【００１３】
さらに、調整機構が送り機構及び制動部を備えているので、上記抵抗力と駆動力との差分に応じて、プランジャに対して適切に補助力或いは反力を付与することができ、駆動部からの駆動力でプランジャを確実に移動させることができる。さらに、送りねじは、軸線回りの回転が規制された状態で、ナット部材の雌ねじ部に対して雄ねじ部が螺合しているので、ナット部材の回転に共回りすることがない。従って、ナット部材の回転に伴って、送りねじを軸線に沿って第１方向に移動させることができる。
【００１４】
（２）前記送り機構は、前記駆動源からの動力を前記ナット部材に伝達する輪列機構と、前記輪列機構を調速する調速機構と、を備え、前記制動部は、少なくとも前記輪列機構における噛み合い力、及び前記雌ねじ部に対する前記雄ねじ部の噛み合い力を前記反力として利用しても良い。
【００１５】
この場合には、輪列機構が駆動源で発生した動力をナット部材に伝達することで、ナット部材を軸線回りに回転させることができる。送りねじは、軸線回りの回転が規制された状態で、ナット部材の雌ねじ部に対して雄ねじ部が螺合しているので、ナット部材の回転に共回りすることがない。従って、ナット部材の回転に伴って、送りねじを軸線に沿って第１方向に移動させることができる。この際、輪列機構は、調速機構によって調速されているので、ナット部材を所定の回転速度で回転させることができる。そのため、ナット部材の回転に伴って、送りねじを第１方向に所定の速度で移動させることができる。これにより、送りねじを介してプランジャに補助力を適切に付与することができる。
【００１６】
なお、プランジャの移動に起因して生じる抵抗力が小さい場合には、プランジャの移動速度が速くなり、それによってプランジャに連動する送りねじが第１方向に引っ張られた状態となる。このとき、輪列機構における噛み合い力、及び送りねじの雄ねじ部とナット部材の雄ねじ部との噛み合い力を少なくとも反力として利用することができ、プランジャの移動速度が速くなることを抑制することができる。
【００１７】
（３）前記駆動源は、巻き解けによって前記動力を発生させるぜんまいを有しても良い。
【００１８】
この場合には、機械式時計等と同様にぜんまいの巻き解けを利用して、ナット部材を回転させる動力を発生させるので、薬液を吐出するにあたって、電池等の電力が不要である。そのため、低コスト化を図り易いうえ、安全性が向上した薬液ポンプとすることができる。
【００１９】
（４）前記送り機構は、前記駆動源から前記ナット部材への動力の伝達の停止と開始とを切り換える切換機構を備え、前記ナット部材への動力の伝達停止によって、前記送りねじ及び前記プランジャの移動を停止させると共に、前記ナット部材への動力の伝達開始によって、前記プランジャの移動を前記調整機構で調整しながら、前記駆動力に基づいた前記プランジャの移動を行っても良い。
【００２０】
この場合には、切換機構を利用して、駆動源からナット部材への動力の伝達の停止と開始とを切り換えることができるので、例えば任意のタイミングで、ナット部材を回転させることや、ナット部材を回転させる時間等を調整することができる。特に、ナット部材の回転を停止させることで、プランジャに連動する送りねじ自体の移動を停止することができるので、シリンジ内へのプランジャの移動を停止させることが可能である。
従って、シリンジからの薬液の吐出タイミングや吐出時間等を調整することが可能となり、使い易く、吐出性能に優れた薬液ポンプとすることができる。
【００２１】
（５）前記調速機構は、前記輪列機構に噛み合うと共に、前記ぜんまいの巻き解けに伴う前記動力によって回転し、且つ前記輪列機構の回転速度に応じた抵抗を発生させることで、前記輪列機構を調速する羽根車を備え、前記切換機構は、巻き解けによって切換動力を発生させる切換ぜんまいと、前記切換動力に基づいて、前記羽根車から離間した離間位置と、前記羽根車に接触して前記羽根車の回転を停止させる停止位置との間を移動する可動部材と、を備えても良い。
【００２２】
この場合には、羽根車による抵抗を利用して輪列機構を調速できるので、例えば機械式時計におけるてんぷを利用した調速機構等は異なり、音を発生させ難く、静音性を維持しながら調速を行うことが可能である。
さらに切換機構が、切換ぜんまいの巻き解けに伴う切換動力を利用して、可動部材を離間位置と停止位置との間を移動させる。特に可動部材を停止位置に移動させることで、輪列機構に噛み合う羽根車の回転を停止させることができるので、輪列機構自体の回転を停止させて、ナット部材の回転を停止させることができる。これにより、プランジャに連動する送りねじの移動及びプランジャの移動を停止させることが可能である。特に、機械式時計等と同様に切換ぜんまいの巻き解けを利用して切換機構を構成できるので、電池等の電力が不要である。従って、電力を用いることなく、プランジャの定量送りの作動タイミングの制御を行うことが可能となる。
【００２３】
（６）前記駆動部は、弾性復元力を利用して前記駆動力を発生させるばね部材を備えても良い。
【００２４】
この場合には、例えば渦巻きばね、板ばね、コイルばね、トーションばね、皿ばね、タケノコばね等の各種のばね部材を利用するだけの簡便な構成で駆動部を構成することができるので、低コスト化及び構成の簡略化を図り易い。
【００２５】
（７）本発明に係る薬液投与装置は、前記薬液ポンプと、前記薬液ポンプを内部に収容すると共に、生体表面に装着可能とされた本体ケースと、生体に穿刺された状態で前記生体表面に留置可能とされると共に、前記シリンジから吐出された薬液が導入される留置針と、を備えていることを特徴とする。
【００２６】
本発明に係る薬液投与装置によれば、薬液ポンプによってシリンジから吐出された薬液を、留置針を通じて生体に投与することができる。特に、薬液ポンプを利用することで、薬液を一定の吐出量（定量）で精度良くシリンジから吐出することができるので、例えば決まった量の薬液を精度良く定期的に投与することができる。従って、例えばインスリンを体内に投与するインスリン投与装置等として好適に利用することが可能となる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、薬液を一定の吐出量で精度良く吐出することができる薬液ポンプ及び薬液投与装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る薬液ポンプ及び薬液投与装置の第１実施形態を示す図であって、薬液投与装置全体の構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す薬液ポンプの構成を簡略化したブロック図である。
【図３】図１に示す薬液ポンプの斜視図である。
【図４】図３に示す薬液ポンプの上面図である。
【図５】図３に示す状態から内側ケース及び渦巻きばねを取り外した状態を示す斜視図である。
【図６】図３に示す状態からシリンジを取り外した状態を示す斜視図である。
【図７】図６に示す渦巻きばね及び内側ケースの斜視図である。
【図８】図３に示す状態から送り車及びナット部材の周辺を取り外した状態を示す斜視図である。
【図９】図３に示す状態から第１カバー及び第２カバーを取り外した状態を示す斜視図である。
【図１０】図９に示す状態から第２ガイド部材を取り外した状態を示す斜視図である。
【図１１】図３に示す状態を異なる視点から見た斜視図である。
【図１２】第１実施形態に係る薬液ポンプの作用を説明する図であって、プランジャの移動量と経過時間との関係を示す図である。
【図１３】本発明に係る薬液ポンプの第２実施形態を示す上面図である。
【図１４】図１３に示す切換機構の構成を示す図である。
【図１５】図１４に示すてん輪と揺動プレートとの関係を示す図である。
【図１６】図１４に示す状態から揺動プレートをストップ位置に移動させた状態を示す図である。
【図１７】図１５に示す状態から揺動プレートをストップ位置に移動させた状態を示す図である。
【図１８】図１４に示す状態から揺動プレートをスタート位置に移動させた状態を示す図である。
【図１９】第２実施形態に係る薬液ポンプの作用を説明する図であって、所定時間経過した後にプランジャを作動させて連続投与を行った場合における、プランジャの移動量と経過時間との関係を示す図である。
【図２０】所定時間経過した後にプランジャを作動させて間欠投与を行った場合における、プランジャの移動量と経過時間との関係を示す図である。
【図２１】形状記憶合金ワイヤに対するパルス電圧と、吐出との関係を示す図である。
【図２２】所定時間経過した後にプランジャを作動させて変則投与を行った場合における、プランジャの移動量と経過時間との関係を示す図である。
【図２３】本発明に係る薬液ポンプの第３実施形態を示す斜視図である。
【図２４】本発明に係る薬液ポンプの第４実施形態を示す上面図である。
【図２５】図２４に示す薬液ポンプの斜視図である。
【図２６】図２４に示す薬液ポンプの斜視図である。
【図２７】図２４に示す薬液ポンプの斜視図である。
【図２８】図２４に示す薬液ポンプの斜視図である。
【図２９】本発明に係る調整機構の変形例を示す図である。
【図３０】本発明に係る調整機構の別の変形例を示す図である。
【図３１】本発明に係る調整機構のさらに別の変形例を示す図である。
【図３２】本発明に係る調整機構のさらに別の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る薬液ポンプ及び薬液投与装置の第１実施形態について図面を参照して説明する。
【００３０】
（薬液投与装置）
図１に示すように、本実施形態の薬液投与装置１は、薬液Ｗが充填されるシリンジ１０から薬液Ｗを吐出させる薬液ポンプ２と、薬液ポンプ２を内部に収容すると共にユーザの体表面（本発明に係る生体表面）Ｓに装着可能とされた本体ケース３と、を備えている。
なお、薬液Ｗとしては特に限定されるものではないが、例えばインスリンが挙げられる。この場合、薬液投与装置１はインスリン投与装置として機能すると共に、薬液ポンプ２はインスリンポンプとして機能する。
【００３１】
本体ケース３は、例えばケース本体及び蓋部材が組み合わされた構成とされ、ユーザの予め決められた装着箇所（例えば腹部周辺）に装着することが可能とされている。本実施形態では、図示を簡略化するために、本体ケース３を箱型の直方体状に形成しているが、本体ケース３の形状はこの場合に限定されるものではない。例えば、本体ケース３を平面視円形状、楕円状、多角形状等に形成しても構わない。
【００３２】
本体ケース３をユーザの体表面Ｓに装着する装着方法については、特に限定されるものではなく、公知の方法を採用して構わない。例えば、粘着テープ等を利用して本体ケース３を体表面Ｓに貼着しても構わないし、クリップや装着ベルト等の図示しない装着部材を本体ケース３に組み合わせ、装着部材を介して本体ケース３を体表面Ｓに装着しても構わない。
【００３３】
本体ケース３には、押し込み操作可能な図示しない操作部材によって、体内側に向けて飛び出し可能な留置針４が設けられている。
留置針４は、例えばプラスチック製のカニューレタイプとされ、図示しない内針と共に体内に穿刺可能とされていると共に、内針の引き抜きによって体表面Ｓに留置可能とされている。これにより、留置針４は、本体ケース３を体表面Ｓに装着している間、体内に穿刺された状態で体表面Ｓに留置可能とされている。
【００３４】
留置針４は、例えば可撓性を有するチューブ５等を通じてシリンジ１０内に接続されている。従って、薬液ポンプ２を利用してシリンジ１０内から薬液Ｗを吐出することで、吐出した薬液Ｗを留置針４に導入することができると共に、留置針４を通じて薬液Ｗをユーザに投与することが可能とされている。
【００３５】
（薬液ポンプ）
図１〜図４に示すように薬液ポンプ２は、本体ケース３内に固定された平板状のベース板２０を備えている。薬液ポンプ２を構成する各構成品は、このベース板２０上に実装されている。なお、図２は、薬液ポンプ２の構成を簡略化した簡易ブロック図である。
本実施形態では、ベース板２０の厚さ方向を上下方向Ｌ１といい、体表面Ｓから離間する方向を上方、その反対方向を下方という。さらにベース板２０の面内において、互いに直交し合う一方向を前後方向Ｌ２、他方向を左右方向Ｌ３という。
【００３６】
（シリンジ）
はじめに、薬液ポンプ２にセットされるシリンジ１０について簡単に説明する。
図１及び図５に示すように、シリンジ１０は、いわゆる薬液容器であって、内部に摺動可能に配置されたプランジャ１２を備えている。シリンジ１０は、シリンジ軸線Ｒが前後方向Ｌ２に対して平行となるように、後述する保持部材２１に保持される。
【００３７】
シリンジ１０は、前後方向Ｌ２に沿って延びると共に、シリンジ軸線Ｒを中心とした円筒状に形成され、内部に薬液Ｗを充填することが可能とされている。
なお、前後方向Ｌ２のうち、シリンジ１０内にプランジャ１２が押し込まれる方向を前方（本発明に係る第１方向）といい、その反対方向を後方（本発明に係る第２方向）という。さらに、前後方向Ｌ２から見て、シリンジ軸線Ｒに対して交差する方向を径方向といい、シリンジ軸線Ｒ回りを周回する方向を周方向という。
【００３８】
シリンジ１０の後端部側には開口部が形成されている。そのため、シリンジ１０は、薬液ポンプ２にセットされたときに後方側に開口している。シリンジ１０の前端部側には、留置針４に繋がるチューブ５等が接続可能とされている。これにより、チューブ５等を通じてシリンジ１０内と留置針４内とを連通させることができ、シリンジ１０内から留置針４に薬液Ｗを供給することが可能とされている。
【００３９】
プランジャ１２は、シリンジ１０の開口部を通じて後方からシリンジ１０内に挿入されている。プランジャ１２は、前後方向Ｌ２に沿って延びるプランジャ軸１３と、プランジャ軸１３の前端部に一体に形成された円柱状のガスケット部１４と、プランジャ軸１３の後端部に一体に形成された連結片１５と、を備えている。
【００４０】
ガスケット部１４は、シリンジ軸線Ｒに沿ってシリンジ１０内を前後摺動可能とされている。なお、ガスケット部１４の外周面には、Ｏリング等のシール部材１６が固定されている。これにより、ガスケット部１４とシリンジ１０との間は、密（液密、気密）にシールされている。
【００４１】
連結片１５は、プランジャ軸１３の後端部から径方向の外側に向けて突出するように形成されていると共に、周方向に間隔をあけて複数形成されている。図示の例では、連結片１５は、シリンジ軸線Ｒを中心として放射状に配置されるように、周方向に等間隔をあけて４つ形成されている。
ただし、連結片１５の形状や個数等は、この場合に限定されるものではない。例えば、プランジャ軸１３の後端部から径方向の外側に向けて全周に亘って突出する環状の連結片１５としても構わない。
【００４２】
上述のように構成されたシリンジ１０は、例えば予め薬液Ｗが充填された図示しないバイアル（またはアンプルともいう）から薬液Ｗを移し替えて或いは吸い上げることで、該薬液Ｗを充填することが可能とされている。
【００４３】
（薬液ポンプ）
図１〜図４に示すように、薬液ポンプ２は、シリンジ１０を保持する保持部材２１と、所定の駆動力Ｆ１でプランジャ１２を押圧してプランジャ１２をシリンジ１０内に向かう前方に向けて移動させる駆動部２２と、プランジャ１２が駆動力Ｆ１で移動するように、プランジャ１２の移動を調整する調整機構２３と、を備えている。
これら保持部材２１、駆動部２２及び調整機構２３は、先に述べたようにベース板２０の上面側に実装されている。
【００４４】
図６に示すように、保持部材２１は、ベース板２０における前縁部寄りに配置された保持台２１ａと、保持台２１ａに組み合わされる図示しない保持具と、を備えている。
保持台２１ａは、上面視で外形が正方形或いは長方形状に形成され、そのサイズはシリンジ１０の直径及び長さに対応している。保持台２１ａの上面は、シリンジ１０の外径に対応した曲率で左右方向Ｌ３に湾曲した円弧面とされている。これにより、保持台２１ａの上面に、シリンジ１０を左右方向Ｌ３に位置決めした状態で載置することが可能とされている。
【００４５】
保持具は、保持台２１ａに組み合わされることで、保持台２１ａに載置されたシリンジ１０を保持することが可能とされている。これにより、保持部材２１を利用して、シリンジ１０を安定且つ確実に保持することが可能とされている。
【００４６】
図１〜図４に示すように、駆動部２２は、弾性復元力を利用して駆動力Ｆ１を発生させる渦巻きばね（本発明に係るばね部材）３０と、渦巻きばね３０を内部に収容すると共に前方に向けて移動可能に配置された可動ケース３１と、可動ケース３１を移動可能に案内する案内プレート３５と、を備えている。
【００４７】
図６に示すように、案内プレート３５は、保持部材２１よりも後方側に配置され、ベース板２０に対して一体的に組み合わされている。
案内プレート３５は、ベース板２０に重なるように配置された平板状のプレート本体３６と、プレート本体３６から上方に向かって突出すると共に、前後方向Ｌ２に沿って延びるように形成された一対の案内レール３７と、を備えている。
【００４８】
プレート本体３６は、例えば前後方向Ｌ２に沿った長さが左右方向Ｌ３に沿った長さよりも長い平面視長方形状に形成されている。プレート本体３６の前端部は、保持台２１ａの後端部に対して当接或いは近接している。なお、プレート本体３６の上面は、平滑に形成されているうえ、例えば摩擦抵抗が低いすべり面とされている。
一対の案内レール３７は、プレート本体３６において左右方向Ｌ３の両側に位置する側縁部にそれぞれ形成され、プレート本体３６の全長に亘って形成されている。そのため、一対の案内レール３７は、左右方向Ｌ３に向かい合った状態で互いに平行に配置されている。なお、一対の案内レール３７のうち、互いに向かい合った対向面（内面）は、平滑に形成されているうえ、例えば摩擦抵抗が低いすべり面とされている。
【００４９】
図４〜図７に示すように、可動ケース３１は、外側ケース４０と、外側ケース４０の内側に収容された内側ケース５０と、を備え、案内プレート３５におけるプレート本体３６の上面に載置されている。
外側ケース４０は、前後方向Ｌ２に向かい合うように配置された外側前壁４１及び外側後壁４２と、左右方向Ｌ３に向かい合うように配置された一対の外側側壁４３と、を備え、上方及び下方に開口した枠状に形成されている。図示の例では、外側ケース４０の外形形状は、前後方向Ｌ２に沿った長さが左右方向Ｌ３に沿った長さよりも長い平面視長方形状とされている。
【００５０】
一対の外側側壁４３は、一対の案内レール３７の内側に配置されていると共に、案内レール３７に対して接触或いは近接している。これにより、可動ケース３１の全体は、一対の案内レール３７によってガイドされながら、プレート本体３６の上面を前後方向Ｌ２にがたつき少なく移動可能とされている。そのため、可動ケース３１の全体を優れた直進性で前後方向Ｌ２に移動させることが可能とされている。
【００５１】
外側前壁４１には、該外側前壁４１を前後方向Ｌ２に貫通すると共に、上方及び下方に開口した挿通孔４５が形成されている。プランジャ軸１３は、この挿通孔４５を通じて外側ケース４０内に後方から入り込んでいる。これにより、プランジャ軸１３の後端部に形成された連結片１５は、外側ケース４０の内側に配置されている。なお、連結片１５は外側前壁４１に対して後方側から接触している。
【００５２】
内側ケース５０は、外側ケース４０の外側前壁４１に対して隙間をあけた状態で前後方向Ｌ２に向かい合う内側前壁５１と、左右方向Ｌ３に向かい合うように配置された一対の内側側壁５２と、を備え、上方、下方及び後方に開口した平面視Ｃ形状の枠状に形成されている。図示の例では、内側ケース５０の外形形状は、外側ケース４０に対応して前後方向Ｌ２に沿った長さが左右方向Ｌ３に沿った長さよりも長く形成されている。
【００５３】
一対の内側側壁５２は、一対の外側側壁４３の内側に配置されている。これにより、内側ケース５０の全体は、外側ケース４０の内側に収容されており、外側ケース４０と共に前後方向Ｌ２に移動可能とされている。
内側前壁５１は、外側前壁４１との間でプランジャ１２における連結片１５を挟み込んで固定している。これにより、プランジャ軸１３の後端部及び可動ケース３１は、一体に組み合わされ、互いに連結されている。従って、プランジャ軸１３及び可動ケース３１は、一体となって前後方向Ｌ２に移動可能とされている。
【００５４】
図７に示すように、渦巻きばね３０は、厚みが薄く、且つ所定の幅を有する長尺な帯状の素材（例えば金属製）を渦巻き状に巻回することで構成されている。渦巻きばね３０は、中心線が左右方向Ｌ３に平行となる姿勢で内側ケース５０内に収容されている。この際、図６に示すように、渦巻きばね３０の外端部３０ａ側は、内側ケース５０及び外側ケース４０の下方から可動ケース３１の前方に向けて引き出されると共に、保持部材２１における保持台２１ａに対して接続されている。
従って、渦巻きばね３０には、外端部３０ａ側を巻き取って、元の状態に復元するような弾性復元力が作用している。
【００５５】
上述のように構成された駆動部２２は、渦巻きばね３０が外端部３０ａ側を巻き取って元の状態に復元変形しようとするので、渦巻きばね３０のうち内側ケース５０内に収容されている巻回部分側を弾性復元力によって前方側に移動させることができる。これにより、可動ケース３１の全体を前方に向けて移動させることができ、渦巻きばね３０の弾性復元力に起因する駆動力Ｆ１によって、プランジャ１２を前方に向けて移動させ、プランジャ１２をシリンジ１０内に押し込むことが可能とされている。
【００５６】
なお、渦巻きばね３０は、例えばコイルばね等に比べて、伸びた状態から巻回によって元の状態に復元する間の弾性復元力がほぼ一定となる特性を有しており、いわゆる定荷重ばねとして好適に利用することが可能とされている。従って、本実施形態では、予め決められた一定の駆動力（定圧駆動力）Ｆ１でプランジャ１２を押圧可能とされている。
【００５７】
図２に示すように、調整機構２３は、シリンジ１０内でのプランジャ１２の移動に起因して生じる抵抗力と、駆動部２２による駆動力Ｆ１との差分に応じて、プランジャ１２に対して前方に向けて補助力Ｆ２（プラスの推力）を付与、或いはプランジャ１２に対して後方に向けて反力Ｆ３（マイナスの推力）を付与する機構とされている。
以下に詳細に説明する。
【００５８】
図１〜図４に示すように、調整機構２３は、プランジャ１２に連動して移動可能に配置された送りねじ（本発明に係る可動体）６０と、送りねじ６０を前方に向きて所定の速度で移動させると共に、送りねじ６０を介してプランジャ１２に補助力Ｆ２を付与させる送り機構６１と、プランジャ１２に対して送りねじ６０を介して後方に反力Ｆ３を付与する制動部６３と、を備えている。
【００５９】
送りねじ６０は、可動ケース３１よりも後方側に配置されていると共に、シリンジ軸線Ｒと同軸に配置された第１軸線（本発明に係る軸線）Ｏ１に沿って前後方向Ｌ２に移動可能に配置されている。
送りねじ６０の外周面には、全長に亘って雄ねじ部６０ａが形成されている。さらに送りねじ６０の前端部は、外側ケース４０の外側後壁４２に対して連結ナット６５を介して一体的に組み合わされている。そのため、送りねじ６０は、可動ケース３１を介してプランジャ１２と直列に繋がっており、プランジャ１２に連動して前後方向Ｌ２に移動可能とされている。
さらに送りねじ６０は、可動ケース３１に対して組み合わされていることで、第１軸線Ｏ１回りの回転が規制された状態とされている。
【００６０】
上述のように構成された送りねじ６０は、ベース板２０の上面に立設された第１支持部７０に設けられた第１ガイド部材７２、及びベース板２０の上面に立設された第２支持部８０に設けられた第２ガイド部材８２によってガイドされている。
【００６１】
図８に示すように、第１支持部７０は、外側ケース４０における外側後壁４２よりも後方側に配置された第１支持台７１と、第１支持台７１に保持された第１ガイド部材７２と、第１ガイド部材７２を上方から押え込む第１カバー７３と、を備えている。
【００６２】
第１支持台７１は、第１ガイド部材７２を上方に向けて離脱可能に下方から保持している。また、第１支持台７１の上端部には、第１ガイド部材７２に対して後方から接触する第１規制壁７１ａが形成されている。そのため、第１ガイド部材７２は、第１規制壁７１ａによって後方に移動することが規制された状態で第１支持台７１に保持されている。第１ガイド部材７２は、送りねじ６０を挿通させる挿通孔が形成された環状に形成され、送りねじ６０をガイドしている。
なお、第１ガイド部材７２は、例えば内輪、外輪及び複数のボールを有するボールベアリング等とされている。ただし、第１ガイド部材７２はボールベアリングに限定されるものではない。なお、各図面では、第１ガイド部材７２を簡略化して図示している。
【００６３】
図３及び図９に示すように、第２支持部８０は、第１支持台７１との間に間隔をあけた状態で第１支持台７１よりも後方側に配置された第２支持台８１と、第２支持台８１に保持された第２ガイド部材８２と、第２ガイド部材８２を上方から押え込む第２カバー８３と、を備えている。
【００６４】
第２支持台８１は、第２ガイド部材８２を上方に向けて離脱可能に下方から保持している。また、第２支持台８１の上端部には、第２ガイド部材８２に対して前方から接触する第２規制壁８１ａが形成されている。そのため、第２ガイド部材８２は、第２規制壁８１ａによって前方に移動することが規制された状態で第２支持台８１に保持されている。第２ガイド部材８２は、送りねじ６０を挿通させる挿通孔が形成された環状に形成され、送りねじ６０をガイドしている。
なお、第２ガイド部材８２は、例えば内輪、外輪及び複数のボールを有するボールベアリング等とされている。ただし、第２ガイド部材８２はボールベアリングに限定されるものではない。なお、各図面では、第２ガイド部材８２を簡略化して図示している。
【００６５】
上述のように送りねじ６０が構成されているので、例えば組み立て時、可動ケース３１における外側ケース４０に連結ナット６５を利用して送りねじ６０を一体に組み合わせると共に、送りねじ６０に第１ガイド部材７２及び第２ガイド部材８２を取り付ける。その後、第１ガイド部材７２を第１支持台７１に対して上方から組み込み、且つ第２ガイド部材８２を第２支持台８１に対して上方から組み込みながら、可動ケース３１を案内プレート３５上にセットする。その後、第１支持台７１に第１カバー７３を組み合わせると共に、第２支持台８１に第２カバー８３を組み合わせることで、互いに一体に組み合わされた可動ケース３１及び送りねじ６０の組み立てを行うことが可能となる。
【００６６】
図１０及び図１１に示すように、送り機構６１は、送りねじ６０の雄ねじ部６０ａに螺合する図示しない雌ねじ部を有し、送りねじ６０に螺着されたナット部材９０と、ナット部材９０を回転させるための動力（回転トルク）を発生させるぜんまい（本発明に係る駆動源）９１と、ぜんまい９１からの動力をナット部材９０に伝達する輪列機構９２と、輪列機構９２を調速する調速機構９３と、を備えている。
【００６７】
図１０に示すように、ナット部材９０は、送りねじ６０のうち第１支持部７０と第２支持部８０との間に位置する部分に螺着されていると共に、第１軸線Ｏ１回りに回転可能に配置された送り車１００と一体に形成されている。これにより、ナット部材９０は、送り車１００の回転に伴って第１軸線Ｏ１回りを回転可能とされている。
【００６８】
なお、図示の例では、ナット部材９０は送り車１００と第２支持部８０との間に配置されている例を示している。ただし、この場合に限定されるものではなく、送り車１００と第１支持部７０との間に、ナット部材９０を設けても構わない。
特に、ナット部材９０及び送り車１００は、第１支持部７０と第２支持部８０との間に挟まるように配置されることで、前後方向Ｌ２への移動が規制されている。
【００６９】
図１０及び図１１に示すように、輪列機構９２は、ぜんまい９１からの動力によって第２軸線Ｏ２回りを回転する駆動車１０１と、駆動車１０１の回転に伴って第３軸線Ｏ３回りを回転する第１中間車１０２と、第１中間車１０２の回転に伴って第４軸線Ｏ４回りを回転する傘歯車１０３と、傘歯車１０３と共に第４軸線Ｏ４回りを回転する第２中間車１０４と、を備えている。
ただし、輪列機構９２を構成する各車の数や配置関係等は、この場合に限定されるものではなく、適宜変更して構わない。
【００７０】
駆動車１０１は、上下方向Ｌ１に対して第２軸線Ｏ２を平行とした状態でベース板２０の上面に配置されている。図示の例では、駆動車１０１は、案内プレート３５に対して左右方向Ｌ３に離間した位置に配置されている。駆動車１０１は、駆動軸部１０１ａと、駆動軸部１０１ａに一体に形成された駆動歯車１０１ｂと、を備えている。駆動歯車１０１ｂの下方には、ぜんまい９１が配置されている。
【００７１】
ぜんまい９１は、機械式時計において利用されるものと同等とされ、渦巻き状に形成されていると共に、巻き解けによって動力を発生させることが可能とされている。
ぜんまい９１は、機械式時計における香箱車のような図示しない収容部内に収容されていると共に、その外端部が収容部の内側に取り付けられている。ぜんまい９１の内端部は、駆動軸部１０１ａに係止されている。これにより、駆動軸部１０１ａを第２軸線Ｏ２回りに回転させることで、ぜんまい９１を縮径させるように巻き上げることが可能とされている。
さらに、駆動軸部１０１ａにぜんまい９１の内端部が係止されているので、ぜんまい９１が拡径するように巻き解けることで、駆動車１０１の全体を第２軸線Ｏ２回りに回転させることが可能とされている。
【００７２】
なお、駆動軸部１０１ａと駆動歯車１０１ｂとの間には、ぜんまい９１を巻き上げる方向に駆動軸部１０１ａを回転させたときに、駆動歯車１０１ｂに対して駆動軸部１０１ａを空回りさせ、且つぜんまい９１の巻き解けに伴って駆動軸部１０１ａが回転したときに、駆動歯車１０１ｂと駆動軸部１０１ａとを共回りさせるワンウェイクラッチ等の図示しないクラッチ機構が設けられている。これにより、駆動歯車１０１ｂは、ぜんまい９１が巻き解ける場合にのみ回転可能とされている。
【００７３】
第１中間車１０２は、上下方向Ｌ１に対して第３軸線Ｏ３を平行とした状態でベース板２０の上面に配置されている。図示の例では、第１中間車１０２は、駆動軸部１０１ａよりも後方側に位置し、且つ案内プレート３５と駆動車１０１との間に位置するように配置されている。第１中間車１０２は、駆動車１０１における駆動歯車１０１ｂに噛み合っている。これにより、第１中間車１０２は、駆動車１０１の回転に伴って第３軸線Ｏ３回りを回転可能とされている。
【００７４】
傘歯車１０３は、ベース板２０に上面に立設された台座１０５に固定された回転軸部１０６に回転可能に取り付けられている。台座１０５は、第１支持部７０に対して左右方向Ｌ３に間隔をあけて隣り合うように配置されている。回転軸部１０６は、前後方向Ｌ２に平行となるように配置され、台座１０５に片持ち支持されている。なお、回転軸部１０６の中心線が第４軸線Ｏ４とされている。
【００７５】
傘歯車１０３は、第１中間車１０２に噛み合った状態で回転軸部１０６に回転可能に取り付けられている。これにより、傘歯車１０３は、第１中間車１０２の回転に伴って第４軸線Ｏ４回りを回転可能とされている。
【００７６】
第２中間車１０４は、傘歯車１０３と一体に組み合わされた状態で回転軸部１０６に回転可能に取り付けられている。そのため、第２中間車１０４は、傘歯車１０３の回転に伴って、第４軸線Ｏ４回りを共回り可能とされている。そして、第２中間車１０４は、送り車１００に対して噛み合っている。
【００７７】
上述のように輪列機構９２が構成されているので、ぜんまい９１の巻き解けによって発生する動力を、駆動車１０１、第１中間車１０２、傘歯車１０３及び第２中間車１０４を介して送り車１００に伝達することができ、送り車１００をナット部材９０と共に第１軸線Ｏ１回りに回転させることが可能とされている。
【００７８】
図１０及び図１１に示すように、調速機構９３は、上述した輪列機構９２の回転を制御する脱進機１１０と、脱進機１１０を調速する調速機１２０と、を備えている。これら脱進機１１０及び調速機１２０は、機械式時計に一般的に用いられるものと同等の構成とされている。そのため、脱進機１１０及び調速機１２０についての詳細な説明は省略する。
【００７９】
脱進機１１０は、駆動車１０１の回転に伴って第５軸線Ｏ５回りを回転する中間車１１１と、中間車１１１の回転に伴って第６軸線Ｏ６回りを回転するがんぎ車１１２と、がんぎ車１１２を脱進させて規則正しく回転させるアンクル１１３と、を備え、後述するてんぷ１２２からの規則正しい振動で輪列機構９２を制御することが可能とされている。
【００８０】
中間車１１１は、上下方向Ｌ１に対して第５軸線Ｏ５が平行とされた状態でベース板２０の上面に配置されている。図示の例では、中間車１１１は、駆動軸部１０１ａよりも前方側に位置し、且つ案内プレート３５と駆動車１０１との間に位置するように配置されている。中間車１１１は、駆動車１０１における駆動歯車１０１ｂに噛み合う中間かな１１１ａと、中間歯車１１１ｂとを有している。これにより、中間車１１１は、駆動車１０１の回転に伴って第５軸線Ｏ５回りを回転可能とされている。
なお、中間車１１１は必須なものではなく、具備しなくても構わない。例えば、駆動車１０１の回転に伴ってがんぎ車１１２が回転するように構成しても構わない。
【００８１】
がんぎ車１１２は、上下方向Ｌ１に対して第５軸線Ｏ５が平行とされた状態で中間車１１１よりも前方側に配置されている。がんぎ車１１２は、中間歯車１１１ｂに噛み合うがんぎかな１１２ａと、複数のがんぎ歯を有するがんぎ歯車１１２ｂとを備えている。これにより、がんぎ車１１２は、中間車１１１の回転に伴って第６軸線Ｏ６回りを回転可能とされている。
【００８２】
アンクル１１３は、がんぎ車１１２よりも前方側に配置され、てんぷ１２２の往復回転に基づいて回動可能（揺動可能）とされていると共に、がんぎ車１１２におけるがんぎ歯に対して係脱可能な入爪石１１３ａ及び出爪石１１３ｂを有している。入爪石１１３ａ及び出爪石１１３ｂは、アンクル１１３の回動に伴ってがんぎ歯に対して交互に係脱可能とされている。
従って、アンクル１１３の回動に伴って入爪石１１３ａ及び出爪石１１３ｂががんぎ歯に対して交互に係脱することで、がんぎ車１１２の回転を制御することが可能とされると共に、がんぎ車１１２に伝わった動力を、アンクル１１３及び振り石１１４を介しててんぷ１２２に伝えて、てんぷ１２２に回転エネルギーを補充することが可能とされている。
【００８３】
調速機１２０は、ひげぜんまい１２１と、ひげぜんまい１２１を動力源として、定常振幅（振り角）で第７軸線Ｏ７回りを往復回転（正逆回転）するてんぷ１２２と、を備えている。
てんぷ１２２は、上下方向Ｌ１に対して第７軸線Ｏ７が平行とされた状態でアンクル１１３よりも前方側に配置されている。てんぷ１２２は、第７軸線Ｏ７と同軸に配置されたてん輪１２２ａとを備えている。
【００８４】
ひげぜんまい１２１は、第７軸線Ｏ７を中心として渦巻き状に形成され、拡縮するように弾性変形可能とされている。ひげぜんまい１２１の内端部は、図示しない振り座を介しててんぷ１２２に係止されている。これにより、てんぷ１２２は、ひげぜんまい１２１を動力源として、第７軸線Ｏ７回りを往復回転可能とされている。
【００８５】
上述のように構成された脱進機１１０及び調速機１２０を有する調速機構９３を備えているので、ぜんまい９１の巻き解けによって発生する動力を利用して、送り車１００を所定の回転速度で第１軸線Ｏ１回りに回転させることが可能とされている。
これにより、第１軸線Ｏ１回りの回転が規制された送りねじ６０を前方に向けて所定の速度で移動させることができ、可動ケース３１を介してプランジャ１２に補助力Ｆ２を付与することが可能とされている。
【００８６】
なお、送りねじ６０にはナット部材９０が螺着されており、雄ねじ部６０ａと雌ねじ部とが噛み合っている。そのため、例えば送りねじ６０が駆動部２２によって前方に引っ張られた場合には、ナット部材９０の雌ねじ部に対して送りねじ６０の雄ねじ部６０ａが前方側に押付けられた状態となる。従って、上述した輪列機構９２における各歯車同士の噛み合い力に加えて、ナット部材９０及び送りねじ６０の噛み合い力を反力Ｆ３として利用することが可能とされている。
従って、図２及び図１０に示すように、少なくとも送りねじ６０の雄ねじ部６０ａ、及びナット部材９０の雌ねじ部は、プランジャ１２に対して送りねじ６０を介して後方に反力Ｆ３を付与する制動部６３として機能する。
【００８７】
（薬液投与装置の作用）
次に、上述のように構成された薬液投与装置１を使用して、ユーザの体内に薬液Ｗを投与する場合について説明する。
【００８８】
なお、この場合の初期状態として、図１に示すように薬液投与装置１がユーザの体表面Ｓに装着され、留置針４が体内に穿刺された状態で体表面Ｓに留置されているものとする。さらに、薬液Ｗが充填されたシリンジ１０が薬液ポンプ２の保持部材２１にセットされているものとする。さらに、可動ケース３１が案内プレート３５の後方側に位置して、プランジャ１２が押し込み開始位置にセットされていると共に、ぜんまい９１が適切に巻き上げられて動力を蓄えているものとする。
【００８９】
上述の初期状態のもと、薬液Ｗの投与を開始すると、図２及び図３に示すように、駆動部２２によってプランジャ１２を所定の駆動力Ｆ１（予め決められた一定の駆動力Ｆ１）で前方に向けて押圧することができると共に、送りねじ６０を前方に向けて所定の速度で移動させることで、可動ケース３１を介してプランジャ１２を前方に向けて押圧することができる。
【００９０】
具体的に説明する。
まず、駆動部２２における渦巻きばね３０が外端部３０ａ側を巻き取って元の状態に復元変形しようとする。このとき、渦巻きばね３０の外端部３０ａ側が保持台２１ａに接続されているので、外端部３０ａ側を基点として、渦巻きばね３０のうち内側ケース５０内に収容されている巻回部分側を弾性復元力によって前方に向けて移動させることができる。これにより、可動ケース３１の全体を前方に向けて移動させることができ、渦巻きばね３０の弾性復元力に起因する駆動力Ｆ１によって、プランジャ１２を前方に向けて移動させることができる。
その結果、プランジャ１２をシリンジ１０内に押し込むことができ、シリンジ１０内の薬液Ｗを留置針４側に吐出することができる。
【００９１】
特に、駆動力Ｆ１を利用してプランジャ１２を押圧する際、調整機構２３が、シリンジ１０内のプランジャ１２の移動に起因して生じる抵抗力と駆動力Ｆ１との差分に応じて、プランジャ１２がシリンジ１０内に向かう前方に補助力Ｆ２を付与する、或いはその反対の後方に反力Ｆ３を付与する。
【００９２】
例えば、一定の駆動力Ｆ１を利用してプランジャ１２を前方に向けて押圧する際、図１２に示す実線のように、理想的には単位時間当たりの移動速度が一定とされ、プランジャ１２の移動量が直線性を有することが好ましい。
しかしながら、実際にはプランジャ１２の移動に起因して生じる抵抗力（例えばシリンジ１０とプランジャ１２との間に生じる摺動抵抗や薬液Ｗの粘性抵抗等）が変化するので、図１２に示す点線のように、一定の駆動力Ｆ１でプランジャ１２を押圧したとしても、抵抗力に対応して単位時間当たりの移動速度が変化し、移動量が変化してしまう。
【００９３】
すなわち、上記抵抗力が大きい場合には、プランジャ１２の移動速度が遅くなってしまい、図１２に示す区間Ｔ１のように単位時間あたりのプランジャ１２の移動量が低下してしまう。その反対に、上記抵抗力が小さい場合には、プランジャ１２の移動速度が速くなってしまい、図１２に示す区間Ｔ２、Ｔ３のように単位時間あたりのプランジャ１２の移動量が増加してしまう。
【００９４】
本実施形態では、調整機構２３を具備しているので、上述の区間Ｔ１では、プランジャ１２に対して前方に補助力Ｆ２（すなわち、プラスの推力）を付与して、プランジャ１２の移動速度を速めることができる。その反対に、上述の区間Ｔ２、Ｔ３では、プランジャ１２に対して後方に反力Ｆ３（すなわち、マイナスの推力）を付与して、プランジャ１２の移動速度を抑制させることができる。
【００９５】
このように、調整機構２３がシリンジ１０内でのプランジャ１２の移動に起因して生じる抵抗力と駆動力Ｆ１との差分に応じて、補助力Ｆ２或いは反力Ｆ３をプランジャ１２に付与して、抵抗力の影響を相殺するように補正することができる。従って、駆動部２２からの駆動力Ｆ１でプランジャ１２を移動させることができる。
【００９６】
その結果、図１２に示す実線のように、一定の移動量でプランジャ１２を移動させることができ、薬液Ｗを一定の吐出量（定量）で精度良くシリンジ１０から吐出することが可能となる。従って、優れた吐出精度を具備する薬液ポンプ２とすることができる。
従って、薬液ポンプ２を具備する本実施形態の薬液投与装置１によれば、留置針４を通じて決まった量の薬液Ｗを、例えば体内に定期的に投与することができる。
【００９７】
なお、例えば渦巻きばね３０の曲率や、輪列機構９２の減速比等を調整することで、駆動力Ｆ１及び補助力Ｆ２を適宜調整することが可能であるので、用途や薬液Ｗの種類等に応じて、薬液投与時のプランジャ１２の移動速度を変更することも可能である。
【００９８】
以上説明したように、本実施形態の薬液投与装置１、及び薬液ポンプ２によれば、薬液Ｗを一定の吐出量で精度良く吐出することができる。そのため、例えば吐出精度、及び吐出の信頼性の高いインスリンポンプ及びインスリン投与装置等として好適に使用することができる。
【００９９】
なお、送りねじ６０を利用して、補助力Ｆ２及び反力Ｆ３をプランジャ１２に付与することについて詳細に説明する。
図１１に示すように、ぜんまい９１の巻き解けによって動力が発生すると、該動力によって駆動車１０１が回転するので、駆動車１０１の回転に伴って、第１中間車１０２、傘歯車１０３及び第２中間車１０４を順次回転させることができ、最終的に送り車１００を回転させることができる。これにより、送り車１００をナット部材９０と共に第１軸線Ｏ１回りに回転させることができる。送りねじ６０は、第１軸線Ｏ１回りの回転が規制されているので、ナット部材９０の回転に共回りすることがない。従って、ナット部材９０の回転に伴って、送りねじ６０を第１軸線Ｏ１に沿って前方に移動させることができる。
【０１００】
この際、輪列機構９２は、脱進機１１０及び調速機１２０を有する調速機構９３によって調速されているので、ぜんまい９１の巻き解けによって発生する動力を利用して、送り車１００及びナット部材９０を所定の回転速度で第１軸線Ｏ１回りに回転させることができる。従って、送りねじ６０を前方に向けて所定の速度で移動させることができる。
【０１０１】
このように送りねじ６０を所定の速度で前方に移動させることで、可動ケース３１を介してプランジャ１２に補助力Ｆ２を付与することが可能である。
【０１０２】
さらに、例えばプランジャ１２の移動に起因して生じる抵抗力が小さく、これによって送りねじ６０が前方に引っ張られた場合には、ナット部材９０の雌ねじ部に対して送りねじ６０の雄ねじ部６０ａが前方側に押し付けられた状態となる。従って、輪列機構９２における各歯車同士の噛み合い力に加えて、送りねじ６０及びナット部材９０の噛み合い力を利用して、プランジャ１２に対して後方に反力Ｆ３を付与することができ、プランジャ１２の移動速度が速くなることを抑制することができる。
【０１０３】
特に、本実施形態の薬液ポンプ２及び薬液投与装置１によれば、渦巻きばね３０を利用して駆動力Ｆ１を発生させていると共に、ぜんまい９１の巻き解けによってナット部材９０を回転させる駆動力を発生させている。そのため、薬液Ｗを吐出するにあたって、電池等の電力が不要である。従って、電力を利用しない分、低コスト化を図り易いうえ、安全性を向上させることができる。
さらに、渦巻きばね３０を利用するだけの簡便な構成で、駆動部２２を構成することができるので、この点においても低コスト化及び構成の簡略化を図り易い。
【０１０４】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る薬液ポンプの第２実施形態について図面を参照して説明する。なお、この第２実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
【０１０５】
図１３に示すように、本実施形態の薬液ポンプ１３０は、ぜんまい９１からナット部材９０への動力の伝達の停止と開始とを切り換える切換機構１３１を備えている。
切換機構１３１は、いわゆるスタート・ストップ機能を付加する機構であって、ぜんまい９１で発生した動力からナット部材９０に伝わるまでの伝達経路の途中に設けられている。本実施形態では、切換機構１３１は、調速機１２０を構成するてんぷ１２２に隣接して設けられている。
【０１０６】
図１４及び図１５に示すように、切換機構１３１は、てんぷ１２２に隣接して配置されている共に、ベース板２０の上面に揺動可能に支持された揺動プレート１３２と、揺動プレート１３２の揺動を制御する作動部１３３と、を備えている。
【０１０７】
揺動プレート１３２は、例えば金属材料によって形成され、磁性体とされている。揺動プレート１３２は、上下方向Ｌ１に沿って延びるように形成され、下端部側に揺動軸部１３５が設けられている。揺動プレート１３２は、揺動軸部１３５を中心としててんぷ１２２に対して接近した図１６及び図１７に示すストップ位置Ｐ１（ロック位置）と、てんぷ１２２から離間した図１８に示すスタート位置Ｐ２（ロック解除位置）との間を往復するように揺動可能とされている。
なお、図１３〜図１８では、てんぷ１２２の図示を簡略化しており、主にてん輪１２２ａを図示している。
【０１０８】
図１４及び図１５に示すように、揺動プレート１３２の上端部には、てん輪１２２ａ側を向いた第１作動面１３２ａ、及び第１作動面１３２ａとは反対側を向いた第２作動面１３２ｂが形成されている。第１作動面１３２ａには、揺動プレート１３２がストップ位置Ｐ１に位置したときに、てん輪１２２ａに対して吸着する第１磁石１３６が取り付けられている。
さらにベース板２０には、揺動プレート１３２を間にしててんぷ１２２とは反対側に位置するように、保持壁部１３７が設けられている。保持壁部１３７には、揺動プレート１３２がスタート位置Ｐ２に位置したときに、第２作動面１３２ｂを吸着する第２磁石１３８が取り付けられている。
【０１０９】
上述のように揺動プレート１３２が構成されているので、該揺動プレート１３２をストップ位置Ｐ１に位置させた場合には、第１磁石１３６とてん輪１２２ａとの間に作用する磁力によって、てんぷ１２２の回転を停止させることができると共に、揺動プレート１３２をストップ位置Ｐ１に位置決めした状態を維持することが可能とされている。
さらに、揺動プレート１３２をスタート位置Ｐ２に位置させた場合には、第２磁石１３８と第２作動面１３２ｂとの間に作用する磁力によって、揺動プレート１３２をスタート位置Ｐ２に位置決めした状態を維持することが可能とされている。
【０１１０】
図１４に示すように、作動部１３３は、揺動プレート１３２を揺動軸部１３５回りに揺動させて、揺動プレート１３２をストップ位置Ｐ１或いはスタート位置Ｐ２のいずれかに位置させる役割を果たしている。なお、図１４及び図１５では、揺動プレート１３２が、ストップ位置Ｐ１とスタート位置Ｐ２との間に位置している移行状態を図示している。
【０１１１】
作動部１３３は、揺動プレート１３２に接続された第１形状記憶合金ワイヤ１４０及び第２形状記憶合金ワイヤ１４１と、これら第１形状記憶合金ワイヤ１４０及び第２形状記憶合金ワイヤ１４１に所定のパルス電圧を印加して、通電を制御する制御部１４２と、備えている。
【０１１２】
第１形状記憶合金ワイヤ１４０及び第２形状記憶合金ワイヤ１４１は、例えばニッケル−チタン合金製のワイヤとされ、例えば通電によって加熱することで瞬間的に収縮し、放熱に伴って伸長するワイヤとされている。
第１形状記憶合金ワイヤ１４０は、一端部側が揺動プレート１３２に接続され、収縮することで揺動プレート１３２をストップ位置Ｐ１側に引っ張り、該揺動プレート１３２をストップ位置Ｐ１に移行させることが可能とされている。第２形状記憶合金ワイヤ１４１は、一端部側が揺動プレート１３２に接続され、収縮することで揺動プレート１３２をスタート位置Ｐ２側に引っ張り、該揺動プレート１３２をスタート位置Ｐ２に移行させることが可能とされている。
【０１１３】
なお、第１形状記憶合金ワイヤ１４０及び第２形状記憶合金ワイヤ１４１は、制御部１４２に電気的接続されており、該制御部１４２から個別に所定の電圧が印加される。また、揺動プレート１３２は、第１形状記憶合金ワイヤ１４０及び第２形状記憶合金ワイヤ１４１よりも熱伝導率が高い材料で形成されている。これにより、揺動プレート１３２は、第１形状記憶合金ワイヤ１４０及び第２形状記憶合金ワイヤ１４１を放熱させる放熱体としても機能する。そのため、第１形状記憶合金ワイヤ１４０及び第２形状記憶合金ワイヤ１４１は、加熱によって収縮した後、速やかに放熱されることで収縮が解け、伸長した状態（緩んだ状態）に移行することが可能とされている。
【０１１４】
制御部１４２は、第１形状記憶合金ワイヤ１４０及び第２形状記憶合金ワイヤ１４１のそれぞれに対して、例えばパルス電圧を瞬間的に印加して、急激な加熱を行わせることが可能とされている。これにより、任意のタイミングで揺動プレート１３２を揺動させて、ストップ位置Ｐ１或いはスタート位置Ｐ２に移動させることが可能とされている。
【０１１５】
（薬液ポンプの作用）
上述のように構成された本実施形態の薬液ポンプ１３０によれば、第１実施形態と同様の作用効果を奏功することができることに加え、さらに以下の作用効果を奏功することができる。
【０１１６】
すなわち、本実施形態の薬液ポンプ１３０の場合には、切換機構１３１を利用して、ぜんまい９１からナット部材９０への動力の伝達の停止と開始とを切り換えることができるので、例えば任意のタイミングでナット部材９０を回転させることや、ナット部材９０を回転させる時間等を調整することができる。特に、ナット部材９０の回転を停止させることで、プランジャ１２に連動する送りねじ６０自体の移動を停止することができるので、シリンジ１０内へのプランジャ１２の移動を停止させることができる。  
従って、シリンジ１０からの薬液Ｗの吐出タイミングや吐出時間等を調整することが可能となり、使い易く、吐出性能に優れた薬液ポンプ１３０とすることができる。
【０１１７】
詳細に説明する。
初期状態として、図１６及び図１７に示すように、揺動プレート１３２がストップ位置Ｐ１に位置していることで、第１磁石１３６とてん輪１２２ａとの間の磁力によっててんぷ１２２全体の回転を規制することができる。そのため、駆動車１０１の回転を規制することができ、同様に送り車１００及びナット部材９０の回転を規制することができる。これにより、薬液ポンプ１３０の作動を停止した状態を維持できる。
従って、例えば本体ケース３を体表面Ｓに装着した状態のまま、投薬を停止した状態を維持することができる。
【０１１８】
上述の初期状態から投薬を開始する場合には、制御部１４２によって第２形状記憶合金ワイヤ１４１に対してパルス電圧を瞬間的に印加して、第２形状記憶合金ワイヤ１４１を急激に加熱させる。これにより、図１８に示すように、第２形状記憶合金ワイヤ１４１を収縮させることができ、揺動プレート１３２をストップ位置Ｐ１からスタート位置Ｐ２に向けて揺動させることができる。これにより、第１磁石１３６をてん輪１２２ａから離すことができると共に、第２磁石１３８と第２作動面１３２ｂとの間の磁力により、揺動プレート１３２をスタート位置Ｐ２に位置決めすることができる。
【０１１９】
なお、揺動プレート１３２が磁力によってスタート位置Ｐ２に位置決めされた後、第２形状記憶合金ワイヤ１４１は、放熱されるので収縮した状態から緩んだ状態に移行する。
【０１２０】
揺動プレート１３２がスタート位置Ｐ２に位置して、第１磁石１３６がてん輪１２２ａから離れることで、ひげぜんまい１２１の動力によっててんぷ１２２の回転を開始させることができると共に、ぜんまい９１の動力によって駆動車１０１の回転を開始させることができる。これにより、輪列機構９２を調速した状態で作動させることができるので、送り車１００及びナット部材９０を回転させて、送りねじ６０を前方に向けて所定の速度で移動させることができる。
その結果、第１実施形態と同様に、プランジャ１２の移動を調整機構２３で調整しながら、駆動力Ｆ１に基づいたプランジャ１２の前方移動を行うことができ、薬液Ｗを一定量の吐出量で吐出して、体内に投与することが可能となる。
【０１２１】
このように、本実施形態の薬液ポンプ１３０によれば、任意のタイミングで作動を開始させることができるので、例えば図１９に示すように、本体ケース３を装着してから、所定時間ＰＴだけ経過した後に、プランジャ１２の移動を開始して薬液Ｗの連続投与を行うといった使い方を行うことができる。
【０１２２】
さらには図２０に示すように、薬液Ｗの連続投与ではなく、断続的な間欠投与を行うことも可能である。
この場合には、先に述べた初期状態から、図２１に示すように、制御部１４２によって第２形状記憶合金ワイヤ１４１に対してパルス電圧を瞬間的に印加して、第２形状記憶合金ワイヤ１４１を収縮させる。これにより、揺動プレート１３２をストップ位置Ｐ１からスタート位置Ｐ２に向けて揺動させ、該スタート位置Ｐ２に位置決めすることができるので、てんぷ１２２及び駆動車１０１の回転を開始させることができる。これにより、上述したように、送りねじ６０を前方に向けて所定の速度で移動させることができ、薬液Ｗを一定量の吐出量で投与することができる。
【０１２３】
次いで、一定の投与時間が経過した後、制御部１４２によって第１形状記憶合金ワイヤ１４０に対してパルス電圧を瞬間的に印加して、第１形状記憶合金ワイヤ１４０を収縮させる。これにより、揺動プレート１３２をスタート位置Ｐ２からストップ位置Ｐ１に向けて揺動させることができる。そのため、第１磁石１３６とてん輪１２２ａとの間の磁力によって、てんぷ１２２の回転を停止させることができると共に、揺動プレート１３２をストップ位置Ｐ１に位置決めすることができる。これにより、てんぷ１２２及び駆動車１０１の回転を停止させて、薬液ポンプ１３０の作動を停止させることができるので、薬液Ｗの投与を停止させることができる。
【０１２４】
次いで、一定の薬液投与停止時間が経過した後、上述した薬液Ｗの投与開始及び投与停止を繰り返し行うことで、図２０及び図２１に示すように、時間をあけて複数回（２回目、３回目）の薬液投与を繰り返し行うといった、断続的な間欠投与を行うことができる。
なお、複数回の薬液投与を、時間をあけて繰り返し行う際、例えば図２２に示すように、２回目の投与時間を長くして、薬液Ｗを変則に投与させる変則投与といった使い方を行うことも可能である。
【０１２５】
このように、本実施形態の薬液ポンプ１３０によれば、切換機構１３１を備えているので、シリンジ１０からの薬液Ｗの吐出タイミングや吐出時間等を調整することが可能となり、非常に使い易く、各種の用途に応じた多様な使い方を行える薬液ポンプ１３０とすることができる。
【０１２６】
（第２実施形態の変形例）
上記第２実施形態において、第２磁石１３８を保持壁部１３７側に取り付けたが、この場合に限定されるものではなく、例えば第１磁石１３６と同様に、揺動プレート１３２の第２作動面１３２ｂに第２磁石１３８を取り付けても構わない。この場合には、保持壁部１３７側を磁性体とすれば良い。
【０１２７】
さらに上記第２実施形態では、第１磁石１３６とてん輪１２２ａとの間の磁力を利用しててんぷ１２２の回転を規制する構成としたが、磁力を利用する場合に限定されるものではない。例えば、第１磁石１３６を省略して、第１作動面１３２ａをてん輪１２２ａの外周面に押し付け、第１作動面１３２ａとてん輪１２２ａとの間に作用する摩擦力を利用して、てんぷ１２２の回転を規制しても構わない。
【０１２８】
さらに上記第２実施形態では、第１形状記憶合金ワイヤ１４０及び第２形状記憶合金ワイヤ１４１の伸縮を利用して揺動プレート１３２を揺動させた構成としたが、この場合に限定されるものでない。ストップ位置Ｐ１とスタート位置Ｐ２との間で揺動プレート１３２を揺動させることができれば、形状記憶合金ワイヤを利用することなく、作動部１３３を適宜構成して構わない。
【０１２９】
さらに上記実施形態では、てんぷ１２２の回転を規制、及びその規制を解除することで、ぜんまい９１からナット部材９０への動力の伝達の停止と開始とを切り換える構成としたが、てんぷ１２２を利用する場合に限定されるものではなく、ナット部材９０への動力の伝達経路の途中に切換機構１３１を設ければ良い。この場合であっても、同様の作用効果を奏功することができる。
ただし、てんぷ１２２は小さな回転トルクで回転する構成部品であるので、てんぷ１２２の回転を規制するため要する保持力が小さくて済む。従って、切換機構１３１自体が大型化することを抑制することができると共に、構成の簡略化を図り易い。
【０１３０】
（第３実施形態）
次に、本発明に係る薬液ポンプの第３実施形態について図面を参照して説明する。なお、この第３実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
【０１３１】
第１実施形態では、調速機構９３ががんぎ車１１２及びアンクル１１３等を有する脱進機１１０、並びにてんぷ１２２等を有する調速機１２０を利用して輪列機構９２の調速を行ったが、本実施形態では羽根車を利用して輪列機構９２の調整を行っている。
【０１３２】
図２３に示すように、本実施形態の薬液ポンプ１５０は、調速機構１５１が、第８軸線Ｏ８回りに回転可能に配置されたウォーム軸１５２と、ウォーム軸１５２の回転に伴って第８軸線Ｏ８回りに回転すると共に、ウォーム軸１５２の回転に回転抵抗を付与する羽根車１５３と、中間車１１１の回転に伴って第９軸線Ｏ９回りを回転すると共にウォーム軸１５２を回転させるウォーム車１５４と、を備えている。
【０１３３】
ウォーム軸１５２は、中間車１１１よりも前方側に配置され、左右方向Ｌ３に対して第８軸線Ｏ８が平行となるようにベース板２０の上面に配置されている。ウォーム軸１５２の両端部は、ベース板２０上に固定された一対の軸受台１５５によって軸支されている。これにより、ウォーム軸１５２は、がたつき少なく安定して第８軸線Ｏ８回りに回転可能とされている。なお、ウォーム軸１５２の外周面には、その全長に亘って螺旋状のウォーム溝１５２ａが形成されている。
【０１３４】
羽根車１５３は、ウォーム軸１５２に一体に組み合わされていると共に、一対の羽根板１５３ａを具備している。そのため羽根車１５３は、ウォーム軸１５２の回転に伴って羽根車１５３による空気抵抗を受けながら回転する。これにより羽根車１５３は、ウォーム軸１５２の回転に回転抵抗を付与することが可能とされている。なお、羽根板１５３ａの数は、一対に限定されるものではなく、１つでも構わないし、３つ以上の複数であっても構わない。
【０１３５】
ウォーム車１５４は、第１実施形態におけるがんぎ車１１２に代えて配置され、上下方向Ｌ１に対して第９軸線Ｏ９が平行とされた状態でベース板２０の上面に配置されている。ウォーム車１５４は、中間歯車１１１ｂに噛み合う図示しないウォームかなと、ウォーム溝１５２ａに噛み合うウォーム歯車１５４ａとを備えている。これにより、ウォーム車１５４は、中間車１１１の回転に伴って第９軸線Ｏ９回りを回転すると共に、ウォーム軸１５２を第８軸線Ｏ８回りに回転させることが可能とされている。
【０１３６】
（薬液ポンプの作用）
上述のように構成された本実施形態の薬液ポンプ１５０であっても、第１実施形態と同様の作用効果を奏功することができる。
特に、ぜんまい９１の巻き解けによる動力によって駆動車１０１が回転すると、これに伴って、中間車１１１及びウォーム車１５４を回転させることができる。そのため、ウォーム車１５４の回転に伴ってウォーム軸１５２を回転させることができると共に、羽根車１５３を回転させることができる。羽根車１５３は、ウォーム軸１５２の回転速度に応じた空気抵抗を、羽根板１５３ａを介して受けるので、ウォーム軸１５２の回転速度を例えば一定速度に調速することが可能である。
【０１３７】
その結果、本実施形態の場合であっても、羽根車１５３による空気抵抗を利用して輪列機構９２を調速でき、ぜんまい９１の巻き解けによって発生する動力を利用して、送り車１００及びナット部材９０を所定の回転速度で第１軸線Ｏ１回りに回転させることができる。従って、送りねじ６０を前方に向けて所定の速度で移動させることができ、第１実施形態と同様の作用効果を奏功することができる。
【０１３８】
さらに第１実施形態の場合には、輪列機構９２の調速を行うにあたって、てんぷ１２２の振り石１１４とアンクル１１３とが衝突する構成であるので、衝突音が生じてしまう。これに対して、本実施形態の場合には、羽根車１５３が回転するだけであるので、いわゆる風切り音程度の音しか発生せず、第１実施形態における衝突音に比べて、発生音を小さくすることができる。従って、静音性に優れた薬液ポンプ１５０とすることができる。
【０１３９】
（第３実施形態の変形例）
上記第３実施形態において、羽根車１５３を、例えば所定の粘性を有するシリコンオイル等の粘性流体中で回転するように構成しても構わない。この場合には、羽根車１５３を、いわゆるオイルロータとして機能させることができ、ウォーム軸１５２の回転速度に応じた回転抵抗（粘性抵抗）を発生させることができる。従って、この場合であっても、空気抵抗を利用した場合と同様の作用効果を奏功することができる。
【０１４０】
（第４実施形態）
次に、本発明に係る定量送り機構の第４実施形態について図面を参照して説明する。なお、この第４実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
【０１４１】
第１実施形態では、調速機構９３ががんぎ車１１２及びアンクル１１３等を有する脱進機１１０、並びにてんぷ１２２等を有する調速機１２０を利用して輪列機構９２の調速を行ったが、本実施形態では羽根車を利用して輪列機構の調速を行っている。さらに、切換ぜんまいの巻き解けに伴う動力を利用して羽根車の回転を制御することで、ナット部材９０への動力の伝達の停止と開始とを切り換える切換機構を備えている。
【０１４２】
図２４〜図２８に示すように、本実施形態の薬液ポンプ（本発明に係る定量送り機構）２００は、送り機構２０１が、ナット部材９０を回転させるための動力を発生させるぜんまい（本発明に係る駆動源）２１０と、ぜんまい２１０からの動力をナット部材９０に伝達する輪列機構２０２と、輪列機構２０２を調速する調速機構２０３と、を備えている。
【０１４３】
輪列機構２０２は、ぜんまい２１０からの動力によって第１０軸線Ｏ１０回りを回転すると共に、送り車１００に噛み合う伝達車２１１を有している。
【０１４４】
ぜんまい２１０は、第２支持部８０に一体的に組み合わされた固定プレート２１２に固定された箱状の収容部２１３内に収容されている。ぜんまい２１０は、第１実施形態におけるぜんまい９１と同様に機械式時計において利用されるものと同等とされ、渦巻き状に形成されていると共に、巻き解けによって動力を発生させることが可能とされている。
【０１４５】
ぜんまい２１０は、その外端部が収容部２１３の内側に取り付けられていると共に、内端部が収容部２１３を前後方向に貫く駆動軸部２１４に係止されている。駆動軸部２１４は、第１０軸線Ｏ１０と同軸に配置されている。これにより、ぜんまい２１０の巻き解けによって、駆動軸部２１４を第１０軸線Ｏ１０回りに回転させることが可能とされている。
【０１４６】
伝達車２１１は、収容部２１３よりも前方側に配設され、第１０軸線Ｏ１０と同軸に配置された連結軸部２１５に固定されている。連結軸部２１５は、収容部２１３内において駆動軸部２１４に連結されている。これにより、ぜんまい２１０の巻き解けに伴う動力によって、駆動軸部２１４及び連結軸部２１５を介して伝達車２１１を第１０軸線Ｏ１０回りに回転させることができ、送り車１００及びナット部材９０を第１軸線回りに回転させることが可能である。
なお、本実施形態では、ナット部材９０は第１支持部７０と送り車１００との間に配置されている。
なお、駆動軸部２１４のうち収容部２１３よりも後方側に突出した後端部側を回転させることで、ぜんまい２１０を縮径させるように巻き上げることが可能とされている。この際、連結軸部２１５は、駆動軸部２１４と同一軸の為、駆動軸部２１４による巻き上げ時に連結軸部２１５も回転させることができ、プランジャ１２を駆動方向と逆方向に戻すことができる。
【０１４７】
調速機構２０３は、収容部２１３の上方に配設され、駆動軸部２１４の回転に伴って上下方向に平行な軸線回りに回転する第１中間車２２０と、第１中間車２２０の回転に伴って回転する第２中間車２２１と、第２中間車２２１の回転に伴って回転する第３中間車２２３と、第３中間車２２３の回転に伴って前後方向に平行な第１１軸線Ｏ１１回りに回転するウォーム軸２２４と、ウォーム軸２２４の回転に伴って第１１軸線Ｏ１１回りに回転すると共に、ウォーム軸２２４の回転に回転抵抗を付与する羽根車２２５と、を備えている。
【０１４８】
第１中間車２２０は、図示しない傘歯車等を介して駆動軸部２１４に噛み合っている。これにより、第１中間車２２０は、第１０軸線Ｏ１０に対して直交する軸線回りに回転可能とされている。なお、第１中間車２２０と駆動軸部２１４との間には、ぜんまい２１０を巻き上げる方向に駆動軸部２１４を回転させたときに、第１中間車２２０に対して駆動軸部２１４を空回りさせ、且つぜんまい２１０の巻き解けに伴って駆動軸部２１４が回転したときに、駆動軸部２１４と第１中間車２２０とを共回りさせる図示しないクラッチ機構が設けられている。これにより、第１中間車２２０は、ぜんまい２１０が巻き解ける場合にのみ回転可能とされている。
【０１４９】
第２中間車２２１は、第１中間車２２０に噛み合う第２中間かな２２１ａと、第２中間歯車２２１ｂとを備えている。第３中間車２２３は、第２中間歯車２２１ｂに噛み合う第３中間かな２２３ａと、ウォーム軸２２４に噛み合う第３中間歯車２２３ｂとを備えている。なお、第２中間車２２１及び第３中間車２２３は、図示しない連結片を介して固定プレート２１２に支持されている。
【０１５０】
ウォーム軸２２４は、前端部が固定プレート２１２に回転可能に軸支され、後端部が固定プレート２１２に取り付けられた連結片２２６に回転可能に軸支されている。ウォーム軸２２４の外周面には、その全長に亘って螺旋状のウォーム溝が形成されている。このウォーム溝に、上記第３中間歯車２２３ｂが噛み合っている。なお、図２６では、連結片２２６の図示を省略している。
【０１５１】
羽根車２２５は、ウォーム軸２２４に一体に組み合わされていると共に、一対の羽根板２２５ａを具備している。そのため羽根車２２５は、ウォーム軸２２４の回転に伴って羽根板２２５ａによる空気抵抗を受けながら回転する。これにより羽根車２２５は、ウォーム軸２２４の回転に回転抵抗を付与することが可能とされている。なお、羽根板２２５ａの数は、一対に限定されるものではなく、１つでも構わないし、３つ以上の複数であっても構わない。
特に、羽根車２２５は、ウォーム軸２２４の回転速度に応じた空気抵抗を、羽根板２２５ａを介して受けるので、輪列機構２０２の全体を調速することが可能とされている。
【０１５２】
さらに本実施形態の送り機構２０１は、ぜんまい２１０からナット部材９０への動力の伝達の停止と開始とを切り換える切換機構２３０を備えている。
切換機構２３０は、巻き解けによって切換動力を発生させるぜんまい（本発明に係る切換ぜんまい）２３１と、切換動力によって羽根車２２５から離間した離間位置Ｐ３（図２４参照）と、羽根車２２５に接触して羽根車２２５の回転を停止させる停止位置Ｐ４（図２４参照）との間を移動する可動ピン（本発明に係る可動部材）２３２と、を備えている。
【０１５３】
ぜんまい２３１は、ベース板２０上に固定された箱状の収容部２３３内に収容されている。ぜんまい２３１は、第１実施形態におけるぜんまい９１と同様に機械式時計において利用されるものと同等とされ、渦巻き状に形成されていると共に、巻き解けによって切換動力を発生させることが可能とされている。
【０１５４】
ぜんまい２３１は、その外端部が収容部２３３の内側に取り付けられていると共に、内端部が収容部２３３を上下方向に貫く図示しない駆動軸部に係止されている。駆動軸部は、第１２軸線Ｏ１２と同軸に配置されている。これにより、ぜんまい２３１の巻き解けによって、駆動軸部を第１２軸線Ｏ１２回りに回転させることが可能とされている。
【０１５５】
なお、ベース板２０には、収容部２３３の下方に位置する部分に、駆動軸部の下端部を収容する図示しない開口部が形成されている。そして、この開口部内に位置する駆動軸部の下端部を回転させることで、ぜんまい２３１を縮径させるように巻き上げることが可能とされている。
【０１５６】
駆動軸部には、収容部２３３よりも上方に突出する連結軸部２３５が第１２軸線Ｏ１２と同軸に配置されている。連結軸部２３５は、収容部２３３内において駆動軸部に連結されている。これにより、ぜんまい２３１の巻き解けに伴う動力によって駆動軸部及び連結軸部２３５を第１２軸線Ｏ１２回りに回転させることが可能とされている。なお、連結軸部２３５には、連結歯車２１６が固定されている。
【０１５７】
収容部２３３と可動ケース３１との間には、駆動軸部の回転に伴って左右方向に平行な軸線回りに回転する第１中間車２４０が配設されている。なお、第１中間車２４０は、ベース板２０に固定された連結片２４１に軸支されている。
【０１５８】
第１中間車２４０は、図示しない傘歯車等を介して駆動軸部に噛み合っている。これにより、第１中間車２４０は、第１２軸線Ｏ１２に対して直交する軸線回りに回転可能とされている。なお、第１中間車２４０と駆動軸部との間には、ぜんまい２３１を巻き上げる方向に駆動軸部を回転させたときに、第１中間車２４０に対して駆動軸部を空回りさせ、且つぜんまい２３１の巻き解けに伴って駆動軸部が回転したときに、駆動軸部と第１中間車２４０とを共回りさせる図示しないクラッチ機構が設けられている。これにより、第１中間車２４０は、ぜんまい２３１が巻き解ける場合にのみ回転可能とされている。
【０１５９】
また、ベース板２０上には、第１中間車２４０の回転に伴って回転する第２中間車２４２と、第２中間車２４２の回転に伴って回転する第３中間車２４３と、第３中間車２２３の回転に伴って上下方向に平行な第１３軸線Ｏ１３回りに回転するウォーム軸２４４と、ウォーム軸２４４の回転に伴って第１３軸線Ｏ１３回りに回転すると共に、ウォーム軸２４４の回転に回転抵抗を付与する羽根車２４５と、が設けられている。
【０１６０】
第２中間車２４２は、第１中間車２４０に噛み合う第２中間かな２４２ａと、第２中間歯車２４２ｂとを備えている。第３中間車２４３は、第２中間歯車２４２ｂに噛み合う第３中間かなと２４３ａと、ウォーム軸２４４に噛み合う第３中間歯車２４３ｂとを備えている。なお、第２中間車２４２及び第３中間車２４３は、図示しない連結片を介してベース板２０上に支持されている。
【０１６１】
ウォーム軸２４４は、下端部がベース板２０に回転可能に軸支され、上端部がベース板２０上に取り付けられた連結片２４６に回転可能に軸支されている。ウォーム軸２４４の外周面には、その全長に亘って螺旋状のウォーム溝が形成されている。このウォーム溝に、上記第３中間歯車２４３ｂが噛み合っている。
【０１６２】
羽根車２４５は、ウォーム軸２４４に一体に組み合わされていると共に、一対の羽根板２４５ａを具備している。そのため羽根車２４５は、ウォーム軸２４４の回転に伴って羽根板２４５ａによる空気抵抗を受けながら回転する。これにより羽根車２４５は、ウォーム軸２４４の回転に回転抵抗を付与することが可能とされている。なお、羽根板２４５ａの数は、一対に限定されるものではなく、１つでも構わないし、３つ以上の複数であっても構わない。
特に、羽根車２４５は、ウォーム軸２４４の回転速度に応じた空気抵抗を、羽根板２４５ａを介して受けるので、連結歯車２１６を調速することが可能とされている。
【０１６３】
連結歯車２１６には、ベース板２０に軸支されたカム歯車２５０が噛み合っている。カム歯車２５０は、上下方向に平行な第１４軸線Ｏ１４回りを回転可能とされ、連結歯車２１６に噛み合う被連結歯車２５１と、被連結歯車２５１と一体に形成されたカムプレート２５２と、を備えている。
従って、カム歯車２５０は、ぜんまい２３１の巻き解けに伴う動力によって回転し、且つ羽根車２４５によって回転が調速された連結歯車２１６の回転に伴って回転可能とされている。
【０１６４】
カムプレート２５２は、外径の異なる２つの外周部、すなわち第１外周部２５２ａ及び第２外周部２５２ｂが周方向に繋がった円板状に形成されている。図示の例では、第１外周部２５２ａの外径は、第２外周部２５２ｂよりも大きく形成されている。なお、第１外周部２５２ａにおける周方向の長さと、第２外周部２５２ｂにおける周方向の長さとは同等とされている。
ただし、この場合に限定されるものではなく、第１外周部２５２ａにおける周方向の長さと、第２外周部２５２ｂにおける周方向の長さとの比率は、適宜変更して構わない。
【０１６５】
可動ピン２３２は、固定プレート２１２を前後方向に貫通する貫通孔２１２ａ内に、前後方向Ｌ２にスライド移動可能に挿入されている。この際、可動ピン２３２は、前端部がカムプレート２５２の後方に位置し、且つ後端部が羽根車２２５における羽根板２２５ａの前方に位置するように配置されている。なお、可動ピン２３２の前端面及び後端面は、ともに平坦なフラット面とされている。
【０１６６】
可動ピン２３２は、図示しないコイルばね等の付勢部材によって、後方側（カムプレート２５２側）に向けて常に付勢されている。そのため、可動ピン２３２の前端部は、カムプレート２５２における第１外周部２５２ａ又は第２外周部２５２ｂのいずれかに後方から接触している。
可動ピン２３２は、前端部が外径の大きい第１外周部２５２ａに接触している場合には、後端部が羽根車２２５に対して前方から接触し、前端部が外径の小さい第２外周部２５２ｂに接触している場合には、後端部が羽根車２２５に対して離間するように構成されている。
【０１６７】
従って、可動ピン２３２の前端部が第１外周部２５２ａに接触する位置が上述した停止位置Ｐ４とされ、可動ピン２３２の前端部が第２外周部２５２ｂに接触する位置が上述した離間位置Ｐ３とされている。
【０１６８】
（薬液ポンプの作用）
上述のように構成された本実施形態の薬液ポンプ２００であっても、第１実施形態と同様の作用効果を奏功することができる。
それに加え、本実施形態の場合には、調速機構２０３及び切換機構２３０のいずれもがぜんまい２１０、２３１を具備しているので、第２実施形態と同様に風切り音程度しか発生せず、静音性に優れた薬液ポンプ２００とすることができる。
【０１６９】
さらに、切換機構２３０を備えているので、シリンジ１０からの薬液Ｗの吐出タイミングや吐出時間等を調整することが可能となり、非常に使い易く、各種の用途に応じた多様な使い方を行える薬液ポンプ２００とすることができる。しかも、切換機構２３０はぜんまい２３１の動力を利用して作動するので、電力が不要である。従って、電力を利用せずに薬液Ｗの吐出タイミング等を制御でき、非常に使い易い薬液ポンプ２００とすることができる。
【０１７０】
詳細に説明する。
図２８に示すように、可動ピン２３２の前端部がカムプレート２５２における第１外周部２５２ａに接触している場合には、可動ピン２３２が停止位置Ｐ４に位置しているので、可動ピン２３２の後端部が羽根車２２５に接触している。そのため、羽根車２２５を停止させることができ、これに伴って輪列機構２０２の全体（第１中間車２２０、第２中間車２２１及び第３中間車２２３）を停止させることができる。そのため、伝達車２１１（輪列機構２０２）を停止させることができ、送り車１００及びナット部材９０を停止させた状態に維持することができる。そのため、プランジャ１２の移動を停止させて、薬液Ｗの吐出動作を停止した状態に維持することができる。
【０１７１】
一方、切換機構２３０における連結歯車２１６は、ぜんまい２３１の巻き解けに伴う動力によって第１２軸線Ｏ１２回りを回転する。この際、連結歯車２１６は、羽根車２４５の回転によって調速され、一定の回転速度で回転を行う。そのため、カム歯車２５０は、連結歯車２１６の回転に伴って一定の回転速度で第１２軸線Ｏ１２回りを回転する。
【０１７２】
そして、カム歯車２５０の回転によって可動ピン２３２の前端部に接触する部分が第１外周部２５２ａから第２外周部２５２ｂに切り替わると、第１外周部２５２ａよりも第２外周部２５２ｂの方が、外径が小さいので、可動ピン２３２が付勢部材による付勢力によって前方側に移動する。これにより、可動ピン２３２は、前端部が第２外周部２５２ｂに接触し、且つ後端部が羽根車２２５から離間した離間位置Ｐ３に移行する。
【０１７３】
これにより、調速機構２０３の羽根車２２５を回転させることができ、輪列機構２０２を調速しながら、ぜんまい２１０の巻き解けに伴う動力を、伝達車２１１を介して送り車１００及びナット部材９０に伝えることができる。これにより、プランジャ１２を定量送りして、薬液Ｗの吐出を行うことができる。
【０１７４】
以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、その他様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形例には、例えば当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、均等の範囲のものなどが含まれる。
【０１７５】
例えば、上記各実施形態では、薬液ポンプが収容された本体ケースに留置針が設けられた薬液投与装置を例に挙げて説明したが、この場合に限定されるものではない。例えば、本体ケースとは別に、留置針を具備するパッチ部を設け、本体ケースとパッチ部とを可撓性のチューブで接続した薬液投与装置としても構わない。
【０１７６】
さらに上記各実施形態では、送りねじを、可動ケースを介してプランジャに直列に繋げる構成としたが、この場合に限定されるものではなく、例えばプランジャ１２に対して、可動ケースと送りねじとが並列に繋がるように構成しても構わない。この場合であっても、同様の作用効果を奏功することが可能である。
【０１７７】
さらに、上記各実施形態では、ナット部材の回転によって送りねじを前方に向けて移動させる、いわゆるリードスクリュー方式を採用したが、この場合に限定されるものではない。
【０１７８】
例えば図２９に示すように、可動ケース３１の後方側に配置されると共に、可動ケース３１を介してプランジャ１２に連動して移動するラック部（本発明に係る可動体）１６１と、ラック部１６１を前方に向けて所定の速度で移動させ、ラック部１６１を介してプランジャ１２に補助力Ｆ２を付与させる送り機構１６２と、を備える調整機構１６０としても構わない。
送り機構１６２は、ラック部１６１におけるラック歯に噛み合うピニオン１６３と、ピニオン１６３の回転速度を調速する調速レバー１６４と、を備えている。
【０１７９】
この場合には、いわゆるラック・ピニオン方式で調整機構１６０を構成することができ、この場合であっても同様の作用効果を奏功することができる。なお、この場合において、ピニオン１６３とラック歯との噛み合い力を反力Ｆ３として利用することができる。従って、ピニオン１６３及びラック部１６１を制動部１６５として機能させることができる。
【０１８０】
さらに図３０に示すように、可動ケース３１の後方側に配置されると共に、可動ケース３１を介してプランジャ１２に連動して移動する可動ロッド（本発明に係る可動体）１７１と、可動ロッド１７１を前方に向けて所定の速度で移動させ、可動ロッド１７１を介してプランジャ１２に補助力Ｆ２を付与させる送り機構１７２と、を備える調整機構１７０としても構わない。
送り機構１７２は、回転軸線回りに回転することで可動ロッド１７１を押圧する偏心カム１７３と、偏心カム１７３を回転させると共に回転速度を調速する調速部１７４と、を備えている。
【０１８１】
この場合には、いわゆるカム方式で調整機構１７０を構成することができ、同様の作用効果を奏功することができる。なお、この場合においては、可動ロッド１７１と偏心カム１７３の周面との摩擦力を反力Ｆ３として利用することが可能である。従って、可動ロッド１７１及び偏心カム１７３を制動部１７５として機能させることができる。
【０１８２】
また、偏心カム１７３に代えて、例えば回転軸線に対して傾斜した傾斜カムを利用し、傾斜カムの回転によって可動ロッド１７１を押圧しても構わないし、回転軸線を中心として傾く傾斜レバーによって可動ロッド１７１を押圧しても構わない。
【０１８３】
さらに図３１に示すように、可動ケース３１の後方側に配置されると共に、可動ケース３１を介してプランジャ１２に連動して移動する可動ロッド（本発明に係る可動体）１８１と、可動ロッド１８１を前方に向けて所定の速度で移動させ、可動ロッド１８１を介してプランジャ１２に補助力Ｆ２を付与させる送り機構１８２と、を備える調整機構１８０としても構わない。
送り機構１８２は、可動ロッド１８１に対してリンクロッド１８３を介して連結されると共に、回転軸線回りに回転する回転板１８４を備えている。
【０１８４】
この場合には、いわゆる歯車方式で調整機構１８０を構成することができ、同様の作用効果を奏功することができる。なお、この場合においては、例えば回転板１８４の回転抵抗等を反力Ｆ３として利用することが可能である。
【０１８５】
さらに図３２に示すように、可動ケース３１の後方側に配置されると共に、可動ケース３１を介してプランジャ１２に連動して移動する可動ロッド（本発明に係る可動体）１９１と、可動ロッド１９１を前方に向けて所定の速度で移動させ、可動ロッド１９１を介してプランジャ１２に補助力Ｆ２を付与させる送り機構１９２と、を備える調整機構１９０としても構わない。
送り機構１９２は、第１ローラ１９３及び第２ローラ１９４に巻回され、両ローラ１９３、１９４の回転によって所定の速度で移動する駆動ベルト１９５と、駆動ベルト１９５に設けられると共に、駆動ベルト１９５の移動に伴って可動ロッド１９１を移動させる移動片１９６と、を備えている。
【０１８６】
この場合には、いわゆるベルト駆動方式で調整機構１９０を構成することができ、同様の作用効果を奏功することができる。なお、この場合においては、第１ローラ１９３及び第２ローラ１９４と駆動ベルト１９５との摩擦力を反力Ｆ３として利用することが可能である。従って、第１ローラ１９３、第２ローラ１９４及び駆動ベルト１９５を制動部１９７として機能させることができる。
【０１８７】
上述のように、図２９〜図３２を参照してプランジャの移動を調整する調整機構の例をそれぞれ説明したが、これらの場合に限定されるものではなく、適宜変更して構わない。
【０１８８】
さらに上記各実施形態では、渦巻きばねの弾性復元力を駆動力として利用してプランジャを押圧した場合を例に挙げて説明したが、渦巻きばねに限定されるものではない。例えば、板ばね、コイルばね、トーションばね、皿ばね、タケノコばね等、渦巻きばね以外の各種のばね部材の弾性復元力を駆動力として利用しても構わない。
さらには、これらばね部材に限定されるものではなく、例えば圧縮ガスや圧縮液体等の圧縮流体を利用し駆動力を発生させても構わないし、形状記憶合金ワイヤの伸縮を利用して駆動力を発生させても構わないし、磁力による反発力を利用して駆動力を発生させても構わない。
【０１８９】
さらに、上記２実施形態では、第１形状記憶合金ワイヤ及び第２形状記憶合金ワイヤの伸縮による揺動プレートの揺動を利用して、ぜんまいからナット部材への動力の停止と開始とを切り換えたが、この場合に限定されるものではなく、例えば歯車の噛み合いを利用して動力が開始されるように構成しても構わない。
例えば、ぜんまいからナット部材に動力を伝達する伝達経路の途中に、ぜんまいからの動力に基づいて回転する揺動車と、揺動車が噛み合ったときに、揺動車側からナット部材側に動力を伝える従動車と、所定時間経過後に揺動車を揺動させて従動車に噛み合わせる揺動レバーと、を備えた切換機構としても構わない。
【０１９０】
この場合には、例えばぜんまいによる動力によって駆動車が回転を開始したとしても、所定時間が経過する前の段階では、ナット部材に動力が伝わることを防止することが可能である。そして、所定時間が経過して、投薬が必要なタイミングに至ったときに、揺動レバーが揺動車を揺動させて従動車に噛み合わせる。これにより、ぜんまいからの動力を、揺動車及び従動車を介してナット部材に伝えることができ、投薬を開始することが可能となる。
従って、第２実施形態と同様の作用効果を奏功することができる。特に、このように構成した場合には、第２実施形態とは異なり、形状記憶合金ワイヤへの通電等といった電力が不要になる。従って、電力を用いることなく、薬液の投薬タイミング等を制御することが可能になる。
【符号の説明】
【０１９１】
Ｆ１…駆動力
Ｆ２…補助力
Ｆ３…反力
Ｐ３…離間位置
Ｐ４…停止位置
Ｏ１…第１軸線（軸線）
Ｓ…体表面（生体表面）
Ｗ…薬液
１…薬液投与装置
２、１３０、１５０、２００…薬液ポンプ
３…本体ケース
４…留置針
１０…シリンジ
１２…プランジャ
２１…保持部材
２２…駆動部
２３、１６０、１７０、１８０、１９０…調整機構
３０…渦巻きばね（ばね部材）
６０…送りねじ（可動体）
６１、１６２、１７２、１８２、１９２、２０１…送り機構
６３、１６５、１７５、１８７、１９７…制動部
９０…ナット部材
９１、２１０…ぜんまい（駆動源）
９２、２０２…輪列機構
９３、１５１、２０３…調速機構
１３１、２３０…切換機構
１６１…ラック部（可動体）
１７１、１８１、１９１…可動ロッド（可動体）
２２５…羽根車
２３１…ぜんまい（切換ぜんまい）
２３２…可動ピン（可動部材）
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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