(57)【要約】【課題】  電池等の電源を用いることなく、気密室の減圧度の調節を簡単に行えるようにしたセンサデバイスを提供する。【解決手段】  バイオセンサ１０１と、前記バイオセンサ１０１の片端部に固定されたランセット針１０２を有する針一体型センサ体１００を着脱可能に装着するセンサデバイス１において、穿刺対象面を押し当てることによって密閉状態に保たれる気密室２０を形成し、密閉された気密室２０を減圧するゼンマイ５０によって駆動される減圧機構４０を備える。この減圧機構４０はピストン４１とシリンダ４２を有し、ゼンマイバネの巻き戻しによりピストン４１を引き上げ、気密室２０を減圧する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイオセンサチップと、前記バイオセンサチップの片端部に固定されたランセット針を有する針一体型センサ体を着脱可能に装着するセンサデバイスであって、
前記センサデバイスは、前記針一体型センサ体を穿刺する穿刺機構と、
先端に開口端部を有し穿刺対象面に押し当てることによって形成される密閉空間と、
ゼンマイ機構の駆動力により前記密閉空間を減圧する減圧機構を備えることを特徴とするセンサデバイス。
【請求項２】
前記減圧機構はピストン機構を備えることを特徴とする請求項１に記載のセンサデバイス。
【請求項３】
前記減圧機構はダイアフラムポンプを備えることを特徴とする請求項１に記載のセンサデバイス。
【請求項４】
ゼンマイ機構の駆動力を調整するダイアル装置を備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のセンサデバイス。
【請求項５】
ゼンマイ機構の駆動力を調整するレバー機構を備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のセンサデバイス。
【請求項６】
ゼンマイ機構の駆動力を調整する往復機構を備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のセンサデバイス。
【請求項７】
ゼンマイ機構の停止を検知して穿刺機構を駆動させる検知機構を備えることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のセンサデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサデバイス、具体的にはバイオセンサとランセット針が一体になったランセット針一体型のセンサ体が装着されるセンサデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
患者自身で血液採取用のランセット装置を用いて血液採取を行い、採取した血液中の血糖値等を測定することが行われている。ランセット装置は、一般には穿刺針などのランセット針とこれを駆動するためのランセット本体とからなり、ランセット針をランセット本体から勢いよく飛び出させて指先等に衝突させ、指先等に傷を付けて出血させる装置である。
【０００３】
従来、血糖値などの測定はこのようなランセット装置と、それと別体となった測定装置を用いて行われてきたが、近年、バイオセンサとランセット装置を組み合わせ、両者を一体にして血液採取から測定までを一度の操作で行えるようにしたランセット針一体型センサデバイスが提案されている。
【０００４】
ところで、これらのランセット一体型センサデバイスでは、穿刺によって出血した血液をバイオセンサに十分に行き渡らせる必要がある。このために、センサデバイスに形成された気密室を減圧にする減圧機構を備え、減圧した気密室内でランセット針を皮膚に衝突させるデバイスが提案されている。例えば、特開２００１−１７００３号公報に記載されたデバイスやダイナボット株式会社の商品名「メディセンス  ソフテック」などである。これらのセンサデバイスに用いられている減圧機構は、電動モータにより駆動するポンプを備える。そして、気密室の減圧度を検出する圧力センサーを備え、圧力センサーが予め設定された減圧度を検出すると電動モータを止めて減圧を停止する減圧検知機構を備えている。
【０００５】
一方、穿刺後に速やかに出血させるために減圧機構を備えたランセット装置が、例えば、ＷＯ０２／５４９５３号公報や特開平１０−１２７６１０号公報に開示されている。これらの減圧機構は装置内に形成された気密室を減圧するためのピストンとシリンダから構成される。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１７００３号公報
【特許文献２】ＷＯ０２／５４９５３号公報
【特許文献３】特開平１０−１２７６１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記した電動モータによる減圧機構は、電池の消耗が大きく、電池の交換や充電池の充電頻度が多くなるという問題があった。また、圧力センサにより減圧度を検知するのでその構造が複雑であった。そして、好適な減圧度は使用者によって異なるが、圧力センサによる検出方法は減圧度の調整が困難であるという問題点があった。
【０００８】
ピストンとシリンダを用いた減圧装置は、穿刺後にピストンを引くなど使用者自らが操作する必要があり、大気圧に逆らってピストンを引くのに比較的大きな力を要していた。また、圧縮された弦巻バネの復元力を利用してピストンを駆動することも考えられるが、この場合にはバネを圧縮するのに比較的大きな力を要する。そして、ピストンの引き量を調節するのが難しく、好適な減圧度に調整することが非常に困難であるという問題があった。
【０００９】
本発明は上記の従来技術に鑑みてなされたものであって、電池等の電源を用いることなく、減圧度の調節が簡単に行えるセンサデバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、バイオセンサチップと、前記バイオセンサチップの片端部に固定されたランセット針を有する針一体型センサ体を着脱可能に装着するセンサデバイスであって、前記センサデバイスは、先端に開口端部を有する前記針一体型センサ体を穿刺する穿刺機構と、先端に開口端部を有し穿刺対象面に押し当てることによって形成される密閉空間と、ゼンマイ機構の駆動力により前記密閉空間を減圧する減圧機構を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、減圧機構にゼンマイの駆動力を利用しているので、電池等の減圧用電源が不要になり、電池の消耗が少なくなる。このため、これまで駆動用の電源と共用していた測定用電源の寿命が延び、電池の交換回数や充電回数を減らすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明について添付の図面を参照しながら具体的に説明する。図１は本発明のセンサデバイス１の一例を示す概略斜視図、図２は当該センサデバイス１の一部を破断した概略平面図、図３は当該センサデバイス１の減圧機構を示す概略説明図である。もっとも、以下に示された実施形態は例示であって、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲及びこれと均等に含まれるすべての変更が本発明に含まれることが意図される。
【００１３】
センサデバイス１は、バイオセンサ１０１とランセット針１０２を備えたセンサ体１００を着脱可能に装着する筐体１０を有する。筐体１０は、センサ体１００が穿刺対象を穿刺するための開口端部２１を有し、指などの穿刺対象を筐体１０の開口端部２１に押し付けることにより密閉状態に保たれる気密室（密閉空間）２０を有する。センサ体１００はこの気密室２０内に装着される。また、筐体１０はセンサ体１００を気密室２０内において皮膚に勢いよく衝突させる穿刺機構３０を有する。この穿刺機構３０は、例えば、駆動バネ３１と駆動バネ３１を圧縮した状態に保持する保持部材３２とから構成される。保持部材３２はその底面に凹所３３を備え、凹所３３にクランク機構１７のクランク軸１６の先端に備えられた爪部材（図示せず）が係止することにより、駆動バネ３１を圧縮した状態に保持する。なお、図１における１１は測定結果等を表示する表示パネルである（図５も同様）。
【００１４】
筐体１０は、駆動力を発生するゼンマイ５０とゼンマイ５０により発生した駆動力により気密室２０を減圧する減圧機構４０とを備える。図示した減圧機構４０はピストン４１とシリンダ４２を有し、シリンダ４２の先端ノズル４３と気密室２０は耐圧ホース４４で接続されている。また、ピストン４１のロッド端４５と筐体１０の内壁の間には、圧縮バネ４６が備えられている。圧縮バネ４６は、その復元力によりピストン４１をシリンダ４２の先端ノズル４３方向に付勢している。
【００１５】
駆動力を生じるゼンマイ５０は、円筒状をした香箱５１に収められたゼンマイバネ（図示せず）と、ゼンマイバネを巻き上げる歯車状の角穴車５２を備え、ゼンマイバネの巻き戻りにより香箱５１が回転する仕組みとなっている。香箱５１とピストン４１の間には、図３に示すように中間歯車５３とラック機構が設けられている。ラック機構はピストン４１の外面に形成されたラック６２とピニオンギア６１を備える。中間歯車５３は香箱５１の回転をラック機構に伝えるが、香箱５１がそれとは逆方向に回転するのを妨げる。つまり、中間歯車５３は、駆動力を伝える方向（図３（ａ）のＡ方向）への回転時には香箱５１外周の歯とピニオンギア６１の歯がかみ合った状態となり（図３（ａ））、香箱５１の回転をラック機構に伝達する。一方、逆方向への回転時（図３（ｂ）のＢ方向）には、例えば、図３の図示例では、ピニオンギア６１が逆方向に回転を始めると、中間歯車５３の回転軸５４に取り付けられたスプリング５５が回転軸５４を移動させて、中間歯車５３の歯とピニオンギア６１のかみ合わせをはずす仕組みとなっている（図３（ｂ））。ラック機構は、香箱５１の回転をピストン４１の直線運動に変換し、圧縮バネ４６の復元力に逆らってピストン４１を移動させ、シリンダ４２内の空間を広げる。こうして、ゼンマイバネの巻き戻りがピストン４１を駆動して気密室２０を減圧する。一方、気密室２０が大気圧に開放されると、圧縮バネ４６はピストン４１を押し戻す。この結果、ピニオンギア６１が減圧時の回転方向とは逆方向に回転するが、このとき、中間歯車５３の歯と香箱５１外周の歯のかみ合わせが外れるので、ピストン４１の移動が香箱５１を回転させることはない。
【００１６】
筐体１０の外面にはダイアル１２が備えられている。このダイアル１２は、角穴車５２と２個の中間歯車１３，５９で連動する回転軸１４に取り付けられている。ダイアル１２を回すとゼンマイバネが巻き上げられ、駆動力がゼンマイ５０に蓄えられる。ゼンマイバネの巻き上げ量は蓄えられたゼンマイ５０の駆動力（香箱５１の回転量）に比例する。従って、ダイアル１２の回転量によって減圧度を任意に変えることができる。この巻き上げ量は自由に変えることができるので、使用者に最適な減圧度に容易に調整できる。また、筐体１０表面には減圧度に応じた目盛りが備えられており、使用者はこの目盛りを目安にして好ましい減圧度を任意に選択できる。
【００１７】
中間歯車１３は、巻き上げられたゼンマイバネの巻き戻しを一時的に停止させるラッチ機構を備えている。ラッチ機構は、例えば、ダイアル１２の中心に備えられたボタン１５と連動し、巻き上げられたゼンマイバネの巻き戻しを一時的に止める。図４に示すラッチ機構は、ゼンマイバネを巻き上げる中間歯車１３の歯に係合する爪部材６５と、爪部材６５と中間歯車１３の係合を解く駆動部６６を備えている。駆動部６６は爪部材６５を動かす軸部材６７と押し出された軸部材６７を元の位置に復帰させる弦巻バネ６８を有する。軸部材６７の先端は、元の位置に復帰した状態では爪部材６５（爪６５ａの反対端）の近傍に位置しており、爪部材６５が軸部材６７方向へ大きく動くのを制限している。ボタン１５は連動部材６９を介して軸部材６７と連動する。ゼンマイバネを巻く方向（図４のＡ方向）に中間歯車１３が回転すると、爪部材６５はそれを軸支する回転軸６４を中心に回転して爪６５ａが移動し、係合が一時的に解かれる。この結果、爪部材６５によって制限されることなく中間歯車１３が回転し、ゼンマイ５０に駆動力が蓄えられる。中間歯車１３が逆方向（図４のＢ方向）に回転しようとすると爪部材６５は軸部材６７によってその動きが制限され、爪６５ａの係合が解かれることなく中間歯車１３の逆方向への回転が妨げられる。従って、ボタン１５を押さない限りゼンマイバネは巻き上げられた状態に保持される。そして、ゼンマイバネを巻き上げた状態でボタン１５を押せば、ラッチ機構の軸部材６７が押し出され、爪部材６５と中間歯車１３の係合が解かれて中間歯車１３が逆方向に回転する。こうして、ボタン１５の押下により巻き上げられたゼンマイバネが巻き戻り、気密室２０の減圧が開始される。また、ゼンマイバネが完全に巻き戻り、次にダイアル１２の回転によって中間歯車１３がゼンマイバネの巻き上げ方向に回転し始めると、爪部材６５は中間歯車１３と係合し、ゼンマイバネの巻き戻しが停止する。
【００１８】
センサデバイス１は、香箱５１が初期の位置に戻ったことを検出するノブ（図示せず）を筐体１０の底面に備えている。このノブはクランク機構１７を介して保持部材３２に連動し、香箱５１が初期の位置に戻れば保持部材３２を解放してセンサ体１００を飛び出させる。
【００１９】
このセンサデバイス１は、ゼンマイ５０の駆動力によって気密室２０を減圧する仕組みなので、駆動用の電源が不要である。したがって、モータによる消費電力が減少して、１度の電池装填又は充電で測定できる回数が増大する。あるいは電池又は充電池の小型化を図ることができ、センサデバイス１の軽量化を図ることができる。また、ダイアル１２の回転量と減圧度が比例するので、その回転量を調整して減圧度を任意に変化させることができ、しかもその調整は至極簡便である。そして、中間歯車１３,５９を介在させることにより、比較的小さな力でゼンマイ５０に駆動力を蓄えることができ、使用者の負担も軽減される。
【００２０】
図５は本発明の他の実施形態に係るセンサデバイス１の減圧機構を示す概略説明図である。この減圧機構はダイアフラムポンプ７０を備えている。ゼンマイ５０の駆動力は、図示した例では、大小２つの中間歯車５３，５６を介して、偏心カム５７の偏心軸５８を回転させる。ダイアフラムポンプ７０の駆動軸７１は偏心カム５７と接するバー７２を備え、駆動軸７１に備えられた弦巻バネ７３の復元力がバー７２を偏心カム５７に当接させている。この結果、偏心カム５７の回転は駆動軸７１のピストン運動に変換され、ゼンマイバネの巻き戻しがダイアフラムポンプ７０を作動させる。このように、本発明では、ダイアフラムポンプ７０のように駆動軸７１のピストン運動により減圧可能なポンプも使用できる。また、減圧機構を構成するポンプは、回転式ポンプのようにゼンマイ５０の駆動力により駆動される機械式ポンプであってよい。
【００２１】
図６は本発明のさらに別な実施形態に係るセンサデバイス１の概略斜視図である。このセンサデバイス１は、ヒンジ１９で筐体１０に取り付けられた板状の駆動板１８を有している。ヒンジ１９は、角穴車５２を回転させるラチェット機構（図示せず）を備えている。ラチェット機構は、駆動板１８が開く動きをした場合に角穴車５２を回転させ、駆動板１８が閉じる動きをした場合には、角穴車５２を回転させずに駆動板１８のみを閉じる。このセンサデバイス１では、駆動板１８の開閉回数とゼンマイバネの巻き上げ量が比例する。従って、その開閉回数によって減圧度を容易に調整できる。
【００２２】
図７は本発明のさらに別な実施形態であるセンサデバイス１を一部破断した概略平面図である。このセンサデバイス１は、デバイス全体を上下に振ることによってゼンマイバネを巻き上げる巻き上げ機構８０を備えている。巻き上げ機構８０は、筐体１０内に上下方向に配置された支柱８１と、この支柱８１に沿って上下に移動するドーナツ状のおもり８２と、おもり８２の通過により中間歯車８３を介して角穴車５２を回転させる駆動腕８４を有する。駆動腕８４は回転軸８５を中心として梃子のように動く。駆動腕８４はその一端に中間歯車８３の歯に係合する爪８６を有する。また、駆動腕８４の他端には弦巻バネ８７の一端が固定されている。弦巻バネ８７の他端は例えば筐体１０の上蓋裏面に固定され、弦巻バネ８７は駆動腕８４の爪８６を中間歯車８３の歯に係合させる方向に付勢している。デバイス１を上下に振るとおもり８２が支柱８１に沿って上下に動く。おもり８２が下から上に移動すると爪８６が中間歯車８３の歯を押し下げ、角穴車５２を回転させる。一方、おもり８２が上から下に移動すると爪８６が中間歯車８３の歯から外れ、弦巻バネ８７の復元力が係合の外れた爪８６を中間歯車８３の歯に係止させる。従って、デバイス１の上下に振る回数とゼンマイバネの巻き上げ量が比例する。もっとも、おもり８３が下から上に移動した際にも角穴車５２を回転させるようにすることもできる。このような巻き上げ機構８０によって駆動力をゼンマイ５０に蓄積させるようにしてもよい。
【００２３】
以上説明したように本発明のセンサデバイス１では、ゼンマイバネの巻き上げ量と減圧度が比例する。従って、巻き上げ量を変えることにより減圧度を容易に調整できる。また、ゼンマイバネの巻き上げには電池等の電源が不要であるので測定用電池の寿命を延ばすだけでなく、センサデバイス１の軽量化にも貢献する。また、比較的小さな力でゼンマイバネを巻き上げられるので、使用者の負担も軽減される。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明によると、電源を使わずに使用者のわずかな力によって減圧が可能であり、しかも減圧度の調整がきわめて容易なセンサデバイスが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態であるセンサデバイスの概略斜視図である。
【図２】同上のセンサデバイスの一部を破断した概略平面図である。
【図３】同上のセンサデバイスの減圧機構を示す概略説明図であって、（ａ）は減圧前の状態を示す説明図、（ｂ）は減圧状態から減圧前に戻る状態を示す説明図である。
【図４】同上のセンサデバイスに用いられるラッチ機構を示す概略構成図である。
【図５】本発明の他の実施形態であるセンサデバイスの減圧機構を示す概略構成図である。
【図６】本発明の他の実施形態であるセンサデバイスの概略斜視図である。
【図７】本発明のさらに別な実施形態であるセンサデバイスの一部を破断した概略平面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  センサデバイス
１０  筐体
１２  ダイアル
１３  ダイアルと連動する中間歯車
１７  クランク機構
２０  気密室
３１  駆動バネ
３２  保持部材
４０  減圧機構
４１  ピストン
４４  耐圧ホース
５０  ゼンマイ
５１  香箱
５２  角穴車
５３  香箱外周の歯とかみ合う中間歯車
５７  偏心カム
６１  ピニオンギア
６２  シリンダに形成されたラック
７０  ダイアフラムポンプ
７１  ダイアフラムポンプの駆動軸
８０  巻き上げ機構
８１  支柱
８２  支柱に沿って上下に移動するおもり
８４  おもりの上下動で動く駆動腕
１００センサ体
【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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