JP4382115B2

JP4382115B2 - カートリッジ式液体注入器

Info

Publication number: JP4382115B2
Application number: JP2007180933A
Authority: JP
Inventors: 信博高橋; 秀典高橋; 稔相原
Original assignee: Nipro Corp; Icomes Lab Co Ltd
Current assignee: Nipro Corp; Icomes Lab Co Ltd
Priority date: 2007-07-10
Filing date: 2007-07-10
Publication date: 2009-12-09
Anticipated expiration: 2027-07-10
Also published as: EP2014323A1; DE602008002858D1; JP2009017935A; ATE483484T1; EP2014323B1; US20090018509A1

Description

本発明は、カートリッジ式液体注入器に関する。

一般に、カートリッジ式液体注入器は、カートリッジの先端開口部に注射針を装着して注射液の液体注入器として多用されている。

この種の従来の電動注射装置は、減速機付モータによって伝導歯車機構を介して回転されるピニオンと、このピニオンと噛み合ったラックを有する押し子とを有しており、例えば、口腔内に注射液を注入する場合においては、押し子の前進を極めて低速で行わせている。また、注射操作の完了後、減速機付モータの回転を逆転させて押し子を後退させていた。

しかしながら、減速機付モータの回転の逆転によって押し子を戻すと、当該押し子の戻りに時間がかかり過ぎることになるので、押し子とその駆動機構との連繋を断って、押し子を自由に手で押し戻すことができるようにしている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−０７０４４４号公報

しかしながら、前記の従来装置においては、押し子を手で戻すために不衛生になる虞があり、押し子を電動的に素早く戻すことのできるカートリッジ式液体注入器の開発が要望されていた。

本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、押し子を電動的に素早く戻すことのできるカートリッジ式液体注入器を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために本発明のカートリッジ式液体注入器は、駆動力を付与する正逆回転自在な駆動モータと、この駆動モータの回転出力を減速する減速手段と、この減速手段の回転出力を直動運動に変換する直動手段と、この直動手段によって押し出されあるいは引き戻されてカートリッジの注入栓を繰り返し前進させる押し子と、前記押し子の押し出し時の減速率より引き戻し時の減速率が小さくなるよう前記減速手段の減速率を切り替える減速率切替手段とを有することを特徴とする。

このように構成することにより、本発明によれば、減速率切替手段によって減速手段の減速率を押し子の押し出し時の減速率より引き戻し時の減速率を小さく切り替えることができ、押し子の押し出し時の押し出し速度を低速とし、引き戻し時の引き戻し速度を高速にすることができる。

また、本発明のカートリッジ式液体注入器においては、前記減速率切替手段は、減速歯車群における歯車の噛合状態を切り替えることにより減速率を切り替えるように形成されていることを特徴とする。

このように構成することにより、本発明によれば、減速歯車群における歯車の噛合状態を切り替えることにより減速率を適正に且つ容易に切り替えることができる。

また、本発明のカートリッジ式液体注入器においては、減速率切替手段がカートリッジの注入器本体への着脱によって減速率を切り替えられるように形成されていることを特徴とする。

このように構成することにより、本発明によれば、カートリッジを注入器本体に着脱することによって減速率切替手段の減速率を切り替えて、押し子の速度を自動的に適正速度とさせることができる。

また、本発明のカートリッジ式液体注入器においては、駆動モータがカートリッジの注入器本体への着脱によって正逆回転を切り替えられるように形成されていることを特徴とする。

このように構成することにより、本発明によれば、カートリッジを注入器本体に着脱することによって駆動モータの正逆回転を切り替えて、押し子を適正に押し出したり、引き戻したりすることができる。

このように本発明のカートリッジ式液体注入器は構成され作用するものであるから、押し子を電動的に素早く引き戻すことができるという優れた作用効果を奏する。

具体的には、本発明によれば、減速率切替手段によって減速手段の減速率を押し子の押し出し時の減速率より引き戻し時の減速率を小さく切り替えることができ、押し子の押し出し時の押し出し速度を低速とし、引き戻し時の引き戻し速度を高速にすることができる。

また、本発明によれば、カートリッジを注入器本体に着脱することによって減速率切替手段の減速率を切り替えて、押し子の速度を自動的に適正速度とさせることができる。

また、本発明によれば、カートリッジを注入器本体に着脱することによって駆動モータの正逆回転を切り替えて、押し子を適正に押し出したり、引き戻したりすることができる。

次に、本発明の実施の形態を図１から図５について説明する。

図１から図５は本発明のカートリッジ式液体注入器の１実施形態を示している。

本実施形態のカートリッジ式液体注入器１は、図１および図２に示すように、細長いケース状の装置本体２の内部に主な構成各部を内蔵して形成されている。

装置本体２内には駆動力を付与する正逆回転自在なＤＣモータ等からなる駆動モータ３が基端側に固定されている。この駆動モータ３の出力側には駆動モータ３の回転出力を減速する減速手段４と、この減速手段４の回転出力を直動運動に変換する直動手段５とが順に連結されている。この減速手段４はギアボックス１２内に複数の歯車を連結した歯車群４ａによって形成されている。この歯車群４ａの一部は後述する減速率切替手段６の構成の一部となる軸方向移動自在な移動歯車群６ａとされている。歯車群４ａの出力軸は直動手段５を形成する長尺な回転軸７とされている。この回転軸７は減速手段４と装置本体２の先端との間に亘る長さに形成されている。直動手段５は、回転軸７の外周面に形成した螺子部７ａとこれに螺合するナット８とスリーブ８ａとによって形成されている。ナット８は回転不能であるが、軸方向移動自在に装着されており、回転軸７の正逆回転により移動方向を切り替えて移動させられる。ナット８の装置本体２の外部側には、回転軸７の外側に遊挿されたパイプ状のスリーブ８ａが固着されており、そのスリーブ８ａの先端には押し子９が螺着等の手法によって固着されている。装置本体２の先端壁部には、押し子９およびスリーブ８ａの外周部を軸方向移動自在に支承する円筒状の支持筒体２２が先端壁部を貫通するようにして固着されている。この支持筒体２２の外周部に押し子９と同心状に円筒状のカートリッジホルダ着脱機構１０が螺着等の手法によって固定されている。押し子９は、図１に示すように、最も引き戻された状態においてカートリッジホルダ着脱機構１０内に先端を臨ませている。このカートリッジホルダ着脱機構１０内には、図２に示すように、長尺円筒状のカートリッジホルダ１１が装着される。このカートリッジホルダ１１の内部には、液体を内封され基端部に注入栓１１ｂを軸方向移動自在に備えている長尺円筒状のカートリッジ１１ａが内挿されている。前記カートリッジホルダ１１は、カートリッジ１１ａの注入栓１１ｂが押し子９に突き当たるまでカートリッジホルダ着脱機構１０内に挿入され、カートリッジホルダ着脱機構１０の内周面に設けたクリック１０ａをカートリッジホルダ１１の外周面に形成された凹部１１ｃに係合させて装着させるようになっている。このカートリッジ１１ａおよびカートリッジホルダ１１のカートリッジホルダ着脱機構１０への装着状態において、回転軸７を正回転させると押し子９が直動手段５によって押し出されてカートリッジ１１ａの注入栓１１ｂを前進させ、回転軸７を逆回転させると押し子９が直動手段５によって引き戻される。前記減速率切替手段６は減速手段４による押し子９の押し出し時の減速率より引き戻し時の減速率を小さく切り替えるものであり、図３および図４に示すように、ギアボックス１２内に移動体１３をもって移動歯車群６ａを軸方向移動自在に装着して形成されている。この移動歯車群６ａは、図１から図４に示す本実施形態においては、２つの歯車６ｂ、６ｃによって形成されている。図２および図４に示すように、移動体１３が回転軸７の先端側に移動している場合が押し子９の押し出し時であり、回転軸７に装着されている歯車６ｂが、回転軸７より駆動源側の駆動軸３ａに装着されている歯車４ｂに噛合することにより駆動力が伝達される。また、図１および図３に示すように、移動体１３が回転軸７の基端側に移動している場合が押し子９の引き戻し時であり、移動歯車群６ａが移動させられることにより、回転軸７に装着されている歯車６ｂが、回転軸７より駆動源側の駆動軸３ａに装着されている歯車６ｃに噛合することにより駆動力が伝達される。本実施形態においては、押し出し時における両歯車群４ａ、６ａの連結状態、即ち２つの歯車４ｂ、６ｂの連結によって決定される減速手段４の減速率より、引き戻し時における両歯車群４ａ、６ａの連結状態、即ち２つの歯車６ｂ、６ｃの連結によって決定される減速手段４の減速率が小さく設定されている。

本実施形態においては、減速率切替手段６は、カートリッジ１１ａおよびカートリッジホルダ１１の装置本体２に固定されるカートリッジホルダ着脱機構１０への着脱によって自動的に減速率を切り替えられるように形成されてもよい。即ち、図１および図２に示すギアボックス１２の奥側位置において、図３および図４に示すように、ギアボックス１２の先端側に揺動中心１４ａをもって揺動する揺動リンク１４を設け、当該揺動リンク１４の一方の端部からカートリッジホルダ着脱機構１０内に亘る長さのカートリッジ検出バー１５を設け、当該揺動リンク１４の他方の端部とギアボックス１２内の移動体１３とを連結バー１６によって連結し、図３に示すように、移動体１３を押し子９の引き戻し時の状態に移動させる方向に当該揺動リンク１４を移動させる弾力を付与するばね１７を揺動リンク１４の両端部に接続している。この移動体１３には減速率切換手段６の移動歯車群６ａ、即ち２つの歯車６ｂ、６ｃが装着されている。従って、カートリッジ１１ａおよびカートリッジホルダ１１を装着しない場合には、図３および図１に示すように、ばね１７の弾力により揺動リンク１４が移動させられて、減速手段４の減速率は押し子９が引き戻される場合の減速率に設定される。カートリッジ１１ａおよびカートリッジホルダ１１をカートリッジホルダ着脱機構１０に装着した場合には、図４および図２に示すように、ばね１７の弾力に抗してカートリッジ検出バー１５が装置本体２内に向けて押し込まれ、これに伴って揺動リンク１４および連結バー１６が移動させられて、減速手段４の減速率は押し子９の押し出される場合の減速率に設定される。

また、本実施形態においては、駆動モータ３は、カートリッジ１１ａおよびカートリッジホルダ１１のカートリッジホルダ着脱機構１０への着脱によって正逆回転を切り替えられるように形成されていてもよい。即ち、制御回路のブロック構成の一例を示す図５並びに図１および図２に示すように、装置本体２内にはＣＰＵ、バス等によって形成されている制御部１８と、バッテリ１９と、例えば移動体１３、揺動リンク１４の移動状態を検出してカートリッジ１１ａおよびカートリッジホルダ１１がカートリッジホルダ着脱機構１０に装着されたか否かを検出する着脱センサ２０が設けられており、制御部１８を着脱センサ２０がカートリッジ１１ａおよびカートリッジホルダ１１の着脱を検出することにより駆動モータ３を正逆回転させる指令を送るように形成されている。また、カートリッジ式液体注入器１自身のオン・オフはスイッチ２１によって指令できるようにされている。バッテリ１９からは電源を必要とする各部に電路２３をもって電源を供給するように形成されている。

次に、本実施形態の作用を説明する。

図１および図３に示すカートリッジ１１ａおよびカートリッジホルダ１１がカートリッジホルダ着脱機構１０に装着されていない状態から、図２および図４に示すようにカートリッジ１１ａおよびカートリッジホルダ１１をカートリッジホルダ着脱機構１０に押し込んで装着すると、ばね１７の弾力に抗してカートリッジ検出バー１５が装置本体２内に向けて押し込まれ、これに伴って揺動リンク１４および連結バー１６が移動させられて、移動体１３も移動歯車群６ａと一緒に先端側へ移動させられて、回転軸７に装着されている歯車６ｂが、回転軸７より駆動源側の駆動軸３ａに装着されている歯車４ｂに噛合することにより減速手段４の減速率は押し子９の押し出される場合の減速率に設定される。スイッチ２１をオンにすると、バッテリ１９から電源が各部に供給され、着脱センサ２０がカートリッジ１１ａおよびカートリッジホルダ１１がカートリッジホルダ着脱機構１０に装着されていることを検出して制御部１８に出力し、制御部１８が駆動モータ３を正回転させる指令を発する。これにより駆動モータ３が正回転し、減速手段４によって予め設定されている押し子９が押し出される場合の減速率をもって回転軸７が低速に回転し、直動手段５によって押し子９が押し出されて行く。カートリッジ１１ａおよびカートリッジホルダ１１はクリック１０ａと凹部１１ｃとの係合によって装置本体２に不動に保持されているので、押し子９が押し出されることによって注入栓１１ｂが前進させられる。例えば、カートリッジ１１ａの先端に注射針（図示せず）を装着すると、注入栓１１ｂの前進により、カートリッジ１１ａ内の液体の注射を施すことができる。なお、押し子９の最大押し出し状態において、ＤＣモータである駆動モータ３の空回りを検出して、駆動モータ３の回転を停止させるとよい。

その後、カートリッジ１１ａおよびカートリッジホルダ１１をカートリッジホルダ着脱機構１０より取り外すと、図３に示すように、カートリッジ検出バー１５が自由状態になるので、ばね１７の弾力により揺動リンク１４が強制回動させられて、カートリッジ検出バー１５は先端側へと戻り、連結バー１６に連結されている移動体１３が移動歯車群６ａと一緒に基端側へ移動させられて、回転軸７に装着されている歯車６ｂが、回転軸７より駆動源側の駆動軸３ａに装着されている歯車６ｃに噛合することにより減速手段４の減速率は押し子９が引き戻される場合の減速率に設定される。更に、着脱センサ２０がカートリッジ１１ａおよびカートリッジホルダ１１がカートリッジホルダ着脱機構１０から外されたことを検出して制御部１８に出力し、制御部１８が駆動モータ３を逆回転させる指令を発する。これにより駆動モータ３が逆回転し、減速手段４によって予め設定されている押し子９が引き戻される場合の減速率をもって回転軸７が高速に回転し、直動手段５によって押し子９が高速で自動的に引き戻される。なお、押し子９の最大引き戻し状態において、ＤＣモータである駆動モータ３の空回りを検出して、駆動モータ３の回転を停止させるとよい。押し子９が引き戻されたことによりカートリッジ式液体注入器１は図１に示す状態に戻る。したがって、新しいカートリッジ１１ａを内挿したカートリッジホルダ１１を再度カートリッジホルダ着脱機構１０に装着することにより、注入栓１１ｂを前進させる動作を繰り返すことができる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて変更することができる。

例えば、揺動リンク１４、カートリッジ検出バー１５、連結バー１６、ばね１７に代えて、電磁アクチュエータを直に移動体１３に接続して、着脱センサ２０によるカートリッジ１１ａおよびカートリッジホルダ１１のカートリッジホルダ着脱機構１０への着脱状態に応じて、電磁アクチュエータを稼動させて、移動体１３を移動させるようにしてもよい。また、減速手段および減速率切替手段は、歯車の噛合の組合せを利用して減速並びに減速率の切換を行うことができるものであれば良いので、種々の形式の遊星歯車機構、歯車シフト機構を必要に応じて適宜に組合わせて適用するとよい。

本発明のカートリッジ式液体注入器の１実施形態を示す断面図カートリッジを装着した状態を示す図１と同様の断面図本発明のカートリッジ式液体注入器の減速率切替手段部分の拡大斜視図本発明のカートリッジ式液体注入器の減速率切替手段部分の図３と同様の拡大斜視図本発明のカートリッジ式液体注入器の駆動モータを制御する部分のブロック図

符号の説明

１カートリッジ式液体注入器
３駆動モータ
４減速手段
５直動手段
６減速率切替手段
１１カートリッジホルダ
１１ａカートリッジ
１１ｂ注入栓

Claims

駆動力を付与する正逆回転自在な駆動モータと、この駆動モータの回転出力を減速する減速手段と、この減速手段の回転出力を直動運動に変換する直動手段と、この直動手段によって押し出されあるいは引き戻されてカートリッジの注入栓を繰り返し前進させる押し子と、前記押し子の押し出し時の減速率より引き戻し時の減速率が小さくなるよう前記減速手段の減速率を切り替える減速率切替手段とを有し、前記減速率切替手段は、カートリッジの注入器本体への着脱によって減速率を切り替えられるように形成されていることを特徴とするカートリッジ式液体注入器。
前記駆動モータは、カートリッジの注入器本体への着脱によって正逆回転を切り替えられるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のカートリッジ式液体注入器。
駆動力を付与する正逆回転自在な駆動モータと、この駆動モータの回転出力を減速する減速手段と、この減速手段の回転出力を直動運動に変換する直動手段と、この直動手段によって押し出されあるいは引き戻されてカートリッジの注入栓を繰り返し前進させる押し子と、前記押し子の押し出し時の減速率より引き戻し時の減速率が小さくなるよう前記減速手段の減速率を切り替える減速率切替手段とを有し、前記駆動モータは、カートリッジの注入器本体への着脱によって正逆回転を切り替えられるように形成されていることを特徴とするカートリッジ式液体注入器。
前記減速率切替手段は、減速歯車群における歯車の噛合状態を切り替えることにより減速率を切り替えるように形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のカートリッジ式液体注入器。