CN111032128B - 柱塞组装体、药液投放装置以及柱塞组装体的驱动方法 - Google Patents

柱塞组装体、药液投放装置以及柱塞组装体的驱动方法 Download PDF

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Abstract

药液投放装置(10)的柱塞组装体(14A)具备：具有外螺纹部(62)以及延伸部(63)的进给螺杆(48)；设有第一内螺纹部(68a)的第一柱塞(50)；具有螺母收容部(88)的第二柱塞(52)；设有第二内螺纹部(54a)的螺母部件(54)；和引导第二柱塞(52)的基座部(56)。螺母收容部(88)将螺母部件(54)以不能旋转且能够沿轴向移动的方式收容。

Description

柱塞组装体、药液投放装置以及柱塞组装体的驱动方法
技术领域
本发明涉及柱塞组装体、药液投放装置以及柱塞组装体的驱动方法。
背景技术
以往公知注射泵型的药液投放装置，其在推杆的推压作用下将筒体内所充填的药液向生物体内投放。另外，例如美国公开第2013/148270号小册子所公开那样，在这种药液投放装置中公知一种机构，其将推杆与螺纹轴螺合，在螺纹轴的旋转作用下使推杆前进(以下称为“现有技术的推杆机构”)。
然而近年，药液投放装置的小型化正在发展，也出现了粘贴于身体的类型的装置。尤其，在粘贴于身体的类型的药液投放装置的情况下，从能够粘贴的面积有限和可用性的观点出发，要求尽可能地缩小药液投放装置的尺寸。现有技术的推杆机构由于仅单一的推杆相对于螺纹轴前进，所以缩小药液投放装置尺寸的效果不充分。
发明内容
本发明是考虑这种课题而做出的，目的在于提供能够更有效谋求装置的小型化的、柱塞组装体、药液投放装置以及柱塞组装体的驱动方法。
为了实现上述目的，本发明的柱塞组装体能够沿轴向伸长，并伴随伸长来推压能够滑动地配置于药液容器的内部的垫圈而将药液从所述药液容器推出，该柱塞组装体具有：进给螺杆，其具有杆部，所述杆部具有外螺纹部和延伸部，所述外螺纹部形成有外螺纹，所述延伸部从所述外螺纹部的基端向基端方向延伸且没有形成所述外螺纹；第一柱塞，其具有能够推压所述垫圈的垫圈推压部、至少在所述柱塞组装体开始伸长动作之前的初期状态下与所述进给螺杆的所述外螺纹部螺合的第一内螺纹部、第一被引导部、第一卡合部、和第一抵接部；第二柱塞，其具有第一引导部、第二被引导部、第二卡合部、第二抵接部、和螺母收容部；螺母部件，其在内周形成有第二内螺纹部，在该螺母部件中插入有所述进给螺杆；和基座部，其形成有第二引导部，所述第二柱塞的所述第一引导部与所述第一柱塞的所述第一被引导部卡合，防止所述第一柱塞相对于所述第二柱塞的旋转并引导所述第一柱塞的轴向运动，所述基座部的所述第二引导部与所述第二被引导部卡合，防止所述第二柱塞相对于所述基座部的旋转并引导所述第二柱塞的轴向移动，所述螺母收容部将所述螺母部件以不能旋转且能够沿轴向移动的方式收容，在所述螺母部件中，在所述初期状态下插入有所述进给螺杆的所述延伸部，当伴随所述进给螺杆的旋转而所述第一柱塞前进规定长度时，所述第一柱塞的所述第一卡合部与所述第二柱塞的所述第二卡合部抵接，所述第一柱塞使所述第二柱塞前进，伴随所述第二柱塞的前进，所述螺母部件前进而使所述第二内螺纹部与所述进给螺杆的所述外螺纹部螺合，在所述第二内螺纹部与所述外螺纹部的螺合开始之后，所述第二柱塞的所述第二抵接部与所述第一柱塞的所述第一抵接部抵接，前进的所述第二柱塞使所述第一柱塞前进。
这样构成的柱塞组装体多级地伸长，由此能缩短全长，与此对应地，能够谋求柱塞组装体所搭载的药液投放装置的小型化。通过装置的小型化，能够缩小粘贴于患者身体表面的情况下的粘贴所需要的面积，由此也能够容易地适用于粘贴于患者身体表面等的用途。另外，通过装置的小型化，能够谋求携带、保管等可用性的提高。另外，由于螺母部件相对于第二柱塞能够沿轴向相对移动，所以即使在进给螺杆的外螺纹部与螺母部件接触的同时，进给螺杆的外螺纹部与螺母部件的第二内螺纹部没有啮合的情况下，也能够在随后外螺纹部与第二内螺纹部的相位匹配时螺合。因此，能够通过进给螺杆经由螺母部件使第二柱塞确实地前进。
在所述柱塞组装体中，也可以为，具有将所述螺母部件向前端方向弹压的螺母弹压部件，所述第二柱塞的所述螺母收容部具有前端台座部和基端台座部，在所述初期状态下，所述螺母部件的前端面与所述前端台座部抵接，所述螺母弹压部件的前端与所述螺母部件的基端面抵接，所述螺母弹压部件的基端与所述基端台座部抵接。
根据该构成，螺母部件始终向前端方向弹压，由此当进给螺杆的外螺纹部与螺母部件的第二内螺纹部的相位匹配时，能够使进给螺杆与螺母部件确实地螺合。即，在第二柱塞仅以外螺纹部的螺距量前进的过程中，进给螺杆和螺母部件必定螺合。
也可以为，在所述螺母收容部的内周面形成有沿着轴向延伸且在周向上隔开间隔配置的多个肋，所述多个肋与所述螺母部件的外周面抵接。
根据该构成，能够降低螺母部件相对于第二柱塞的滑动阻力，使螺母部件相对于第二柱塞的相对轴向移动顺畅。
也可以为，所述第一柱塞的前端具有能够与所述药液容器的内周面抵接的凸缘部。
根据该构成，能够防止第一柱塞的压曲。
也可以为，所述第二柱塞具有：柱塞主体部，其具有所述螺母收容部、所述第一引导部、所述第二被引导部、和所述第二抵接部；和帽部件，其固定于所述柱塞主体部并具有所述第二卡合部。
根据该构成，能够通过注射成型，容易地制造具有第一引导部、第二被引导部、第二抵接部以及第二卡合部的第二柱塞。
也可以为，所述帽部件具有能够与所述药液容器的内周面抵接的前端外周部。
根据该构成，能够防止第二柱塞的压曲。
也可以为，所述第二柱塞的所述第一引导部具有：轴向引导件，其沿着轴向延伸并沿轴向引导所述第一柱塞的所述第一被引导部；和旋转引导件，其与所述轴向引导件的前端连续并沿周向延伸而沿周向引导所述第一被引导部。
根据该构成，能够在第一引导部的前端，伴随进给螺杆的旋转而使第一柱塞旋转。
也可以为，所述旋转引导件具有与所述轴向引导件连续的第一端部、和与所述第一端部不同的第二端部，所述第二柱塞的所述第一引导部具有与所述旋转引导件的所述第二端部连续的锁定部，所述锁定部以比所述轴向引导件短的长度从所述第二端部向基端方向延伸，并能够将所述第一柱塞的所述第一被引导部卡定。
根据该构成，防止第一被引导部向第一引导部的轴向引导件返回。
也可以为，所述第二柱塞具有在端部设有临时卡定爪部的临时卡定弹性片，所述基座部具有能够脱离地插入有所述临时卡定爪部的临时卡定凹部。
根据该构成，第二柱塞相对于基座部而临时固定，由此，能够防止在进给螺杆与螺母部件螺合之前第二柱塞被第一柱塞的前进带着前进。
也可以为，所述第一柱塞具有从内侧支承所述临时卡定爪部的支承突起。
根据该构成，能够防止在第一柱塞前进到某一程度之前临时卡定爪部从临时卡定凹部脱离。
另外，本发明的药液投放装置具有：上述的柱塞组装体；使所述进给螺杆旋转的驱动机构；具有填充有所述药液的主体部的所述药液容器；所述垫圈；和将所述药液容器收容的壳体。
根据这样构成的药液投放装置，能够谋求小型化，并通过进给螺杆使第二柱塞确实地前进。
也可以为，所述驱动机构具有电机、和安装于所述电机的驱动齿轮，所述进给螺杆具有与所述杆部连结并由所述驱动齿轮驱动的从动齿轮。
由此，能够以简单的构成使进给螺杆旋转。
也可以为，所述壳体具有供所述药液容器插入的第一开口部，所述药液容器具有经由所述第一开口部从所述壳体突出的前端部，在所述药液容器的所述前端部附近与所述壳体之间配置有环状的防水垫。
根据该构成，能够防止水经由第一开口部向壳体内浸入。
也可以为，所述壳体具有：壳体主体部，其具有将所述药液容器收容的收容部、和设于所述收容部的第二开口部；盖体，其将所述第二开口部封闭；和环状的防水部件，其安装于所述第二开口部的缘部，并与所述盖体紧密接触。
根据该构成，能够防止水经由第二开口部向壳体内浸入。
也可以为，所述药液投放装置中，具有分别在规定位置固定有所述药液容器、所述驱动机构以及所述柱塞组装体的底盘构造，该底盘构造配置于所述壳体内，所述第二开口部比所述底盘构造形成得大。
根据该构成，能够经由第二开口部，从壳体将柱塞组装体等底盘构造极其简单地取出。
也可以为，所述第一柱塞在所述第二柱塞的所述第一引导部的前端，能够伴随所述进给螺杆的旋转而相对于所述第二柱塞旋转规定角度，所述垫圈具有：由具有弹性的第一材料构成的垫圈主体；和由比所述第一材料硬质的第二材料构成且安装于所述垫圈主体的基端的抵接部件，所述抵接部件具有被所述垫圈推压部推压的被推压部，所述垫圈推压部由比所述第一材料硬质的材料构成。
根据该构成，能够减小第一柱塞相对于垫圈的旋转方向上的滑动阻力。由此，垫圈不会阻碍第一柱塞的旋转。
也可以为，所述抵接部件具有插入至所述垫圈主体内的插入部、和设于所述插入部的基端的基端凸缘部，所述基端凸缘部在基端面具有所述被推压部，所述被推压部是间断地设于所述基端面、并分别从所述基端面向基端方向突出的多个凸部。
根据该构成，能够有效减小第一柱塞相对于垫圈的旋转方向上的滑动阻力。
也可以为，所述多个凸部分别为向着基端鼓出的穹顶形状。
根据该构成，能够进一步优选减小第一柱塞相对于垫圈的旋转方向上的滑动阻力。
另外，本发明为上述的柱塞组装体的驱动方法，所述第一柱塞伴随所述进给螺杆的旋转沿着轴向前进，所述第一柱塞的所述第一卡合部与所述第二柱塞的所述第二卡合部卡合，前进的所述第一柱塞使所述第二柱塞前进，伴随所述第二柱塞的前进，所述螺母部件相对于所述第二柱塞相对地向基端方向移动，通过所述螺母部件的移动而使该螺母部件与所述进给螺杆的所述外螺纹部螺合，与所述外螺纹部螺合后的所述螺母部件伴随所述进给螺杆的旋转而前进并使所述第二柱塞前进，前进的所述第二柱塞使所述第一柱塞前进。
由此，能够使进给螺杆的外螺纹部与螺母部件的第二内螺纹部顺畅地螺合。由此，能够通过进给螺杆经由螺母部件使第二柱塞确实地前进。
也可以为，在所述柱塞组装体的驱动方法中，所述螺母部件通过螺母弹压部件而被向前端方向弹压，所述螺母部件在抵抗所述螺母弹压部件的弹压力而相对于所述第二柱塞相对地向基端方向移动之后，所述螺母部件的所述第二内螺纹部与所述进给螺杆的所述外螺纹部螺合。
由此，能够使进给螺杆和螺母部件确实地螺合。
也可以为，在所述柱塞组装体的驱动方法中，相对于所述进给螺杆的旋转被限制的所述第一柱塞移动直到所述第二柱塞的前端附近，移动直到所述第二柱塞的前端附近的所述第一柱塞与所述进给螺杆的旋转配合地旋转规定角度，旋转所述规定角度后的所述第一柱塞再次被限制旋转，且所述第一柱塞的所述第一卡合部与所述第二柱塞的所述第二卡合部卡合，所述第一卡合部与所述第二卡合部卡合后的所述第一柱塞牵引所述第二柱塞而前进。
由此，能够通过伴随进给螺杆的旋转而前进的第一柱塞使第二柱塞前进。
也可以为，在所述柱塞组装体的驱动方法中，在所述进给螺杆的外螺纹部与所述第一内螺纹部和所述第二内螺纹部的双方螺合后的状态下，所述进给螺杆旋转，所述第一柱塞和所述第二柱塞前进，在所述第二柱塞前进了规定长度之后，所述第一柱塞的所述第一内螺纹部从所述外螺纹部脱离，在所述第一内螺纹部从所述外螺纹部脱离且所述第二内螺纹部与所述外螺纹部螺合后的状态下，所述第二柱塞使所述第一柱塞前进。
由此，能够顺畅地进行从进给螺杆的外螺纹部与第一内螺纹部和第二内螺纹部的双方螺合的双重螺合状态向仅第二内螺纹部和外螺纹部螺合的状态的过渡，通过第二柱塞使第一柱塞前进。
根据本发明的柱塞组装体，药液投放装置以及柱塞组装体的驱动方法，能够更有效地谋求装置的小型化。
附图说明
图1是本发明的实施方式的药液投放装置的概略俯视图。
图2是药液投放装置的内部机构的立体图。
图3是本发明的实施方式的柱塞组装体的沿轴向的剖视图。
图4是图1所示的药液投放装置的壳体的第一开口部周边的剖视图。
图5是说明图1所示的药液投放装置的壳体构造的立体图。
图6是第一柱塞的立体图。
图7A是第二柱塞的分解立体图。图7B是第二柱塞的柱塞主体部的立体剖视图。
图8A是从前端侧观察第二柱塞的柱塞主体部的立体图。图8B是从基端侧观察第二柱塞的柱塞主体部的立体图。
图9是基座部的立体图。
图10A是药液投放装置的组装方法的第一说明图。图10B是药液投放装置的组装方法的第二说明图。图10C是药液投放装置的组装方法的第三说明图。
图11是说明柱塞组装体的动作的第一图。
图12是说明柱塞组装体的动作的第二图。
图13A是说明柱塞组装体的动作的第三图。图13B是说明柱塞组装体的动作的第四图。
图14是说明柱塞组装体的动作的第五图。
图15A是说明柱塞组装体的动作的第六图。图15B是说明柱塞组装体的动作的第七图。
图16是说明柱塞组装体的动作的第八图。
图17是说明柱塞组装体的动作的第九图。
图18是说明柱塞组装体的动作的第十图。
图19是说明柱塞组装体的动作的第十一图。
图20是本发明的其他实施方式的柱塞组装体的立体图。
图21是沿着图20中的XXI-XXI线的柱塞组装体的剖视图。
图22是沿着图20中的XXII-XXII线的柱塞组装体的剖视图。
图23是沿着图21中的XXIII-XXIII线的柱塞组装体的剖视图。
图24是说明其他实施方式的柱塞组装体的动作的第一图。
图25是说明其他实施方式的柱塞组装体的动作的第二图。
图26是说明其他实施方式的柱塞组装体的动作的第三图。
图27是说明其他实施方式的柱塞组装体的动作的第四图。
图28是说明其他实施方式的柱塞组装体的动作的第五图。
图29是说明其他实施方式的柱塞组装体的动作的第六图。
图30是说明其他实施方式的柱塞组装体的动作的第七图。
图31是说明其他实施方式的柱塞组装体的动作的第八图。
具体实施方式
以下，举出优选实施方式，边参照附图边说明本发明的柱塞组装体、药液投放装置以及柱塞组装体的驱动方法。
图1所示的本实施方式的药液投放装置10使用于将药液M向生物体内投放。药液投放装置10将药液容器12内所充填的药液M在柱塞组装体14A的推压作用下，在比较长的时间(例如，几分钟～几小时的程度)内持续地向生物体内投放。药液投放装置10也可以将药液M间歇地向生物体内投放。作为药液M，例如能够举出蛋白质制剂、麻药性镇痛药，利尿药等。
如图1所示，药液投放装置10的使用时，在药液投放装置10上作为投放器具16而连接有例如贴片式的带针管17，从药液容器12排出的药液M经由带针管17注入至患者的体内。带针管17具有能够与药液容器12的前端部12c连接的连接器18、一端部与连接器18连接的具有挠性的送液管19、与送液管19的另一端连接且能够粘贴于皮肤S的贴片部20、和从贴片部20突出的穿刺针21。穿刺针21相对于皮肤S大致垂直地刺穿。此外，穿刺针21也可以相对于皮肤S斜着刺穿。
此外，与药液投放装置10连接的投放器具16不限于上述的贴片式带针管17，例如也可以在送液管19的前端连接穿刺针(翼状针等)。或者投放器具16可以为不经由送液管19能够与药液容器12的前端部12c连接的弯曲的针。在该情况下，弯曲的针例如从药液容器12的前端部12c向下方弯曲大致90°，伴随着药液投放装置10向皮肤S的固定(粘贴)而相对于皮肤S垂直地刺穿。另外，药液容器12的前端部12c和投放器具16以及针的一部分处于药液容器12的内部，也可以为针的前端从药液容器12突出的形式。在该情况下，也能够伴随药液投放装置10向皮肤S的固定(粘贴)，使针相对于皮肤S垂直地刺穿。
如图1或图2所示，药液投放装置10具有：充填有药液M的药液容器12；能够滑动地配置于药液容器12内的垫圈22；能够沿轴向(箭头X方向)伸长并能够将垫圈22向前端方向(箭头X1方向)推压的柱塞组装体14A；驱动柱塞组装体14A的驱动机构24；供给对药液投放装置10的动作所必要的电力的电池26；控制驱动机构24的控制部28；支承药液容器12、柱塞组装体14A以及驱动机构24的底盘构造30；和将这些部分收容的壳体31。
如图2以及图3所示，药液容器12形成为在内部具有药液室13的中空圆筒状。具体地，药液容器12在其轴向上具有：内径以及外径固定的主体部12a；从主体部12a的前端缩径的肩部12b；和从肩部12b向前端方向突出的前端部12c。在主体部12a的基端形成有基端开口12d。与药液室13连通的排出口12e形成于前端部12c。药液M预充填于药液容器12内。药液容器12可以由具有透明性的材料构成。
图3中，排出口12e通过由橡胶材料或弹性体材料等弹性树脂材料构成的封闭部件29而液密地封闭。封闭部件29在图1所示的连接器18与前端部12c连接时，由设于连接器18的针18a刺穿。封闭部件29通过在前端具有开口部的固定帽32而固定于药液容器12的前端部12c。封闭部件29的前端面从固定帽32的开口部露出。
垫圈22将药液室13的基端侧液密地封闭。在药液投放装置10的初期状态下，垫圈22与药液容器12的基端相比位于前端侧。垫圈22具有垫圈主体34、和安装于垫圈主体34的基端的抵接部件35。垫圈主体34由具有弹性的第一材料构成。第一材料为橡胶材料或弹性体材料等弹性树脂材料。
垫圈主体34的外周部与药液容器12(主体部12a)的内周面液密地紧密接触。垫圈主体34具有外周面与药液容器12的主体部12a液密地紧密接触的基部34a、和从基部34a向前端方向突出并向着前端方向缩径为锥形状的锥部34b。
抵接部件35由比第一材料硬质的第二材料构成。抵接部件35具有被柱塞组装体14A的后述的垫圈推压部71推压的被推压部35a。另外，抵接部件35具有插入至垫圈主体34内的插入部35b、和设于插入部35b的基端的基端凸缘部35c。
设于插入部35b的外周部的外螺纹35d与设于垫圈主体34的内周部的内螺纹34c螺合。基端凸缘部35c在基端面具有被推压部35a。被推压部35a是间断地设于基端凸缘部35c的基端面、并分别从该基端面向基端方向(箭头X2方向)突出的多个凸部35a1。凸部35a1具有向着基端鼓出的穹顶形状。
柱塞组装体14A构成为，在驱动机构24的驱动作用下能够沿轴向伸长，伴随伸长而使垫圈22在药液容器12内前进，将药液M从药液容器12推出。在药液投放装置10的初期状态下，柱塞组装体14A的前端侧插入至药液容器12的基端侧。此外，随后详细说明柱塞组装体14A。
图2中，驱动机构24具有：将电池26作为电源而在控制部28的控制作用下被驱动控制的电机36；和固定于电机36的输出轴的驱动齿轮37。
如图1所示，在壳体31内配置有底盘构造30。如图2所示，药液容器12、驱动机构24以及柱塞组装体14A分别固定于底盘构造30的规定位置。底盘构造30具有：底盘主体部件38；固定于底盘主体部件38并将柱塞组装体14A的进给螺杆48能够旋转地支承的支承部件39；和固定于底盘主体部件38并在与底盘主体部件38之间保持电机36的电机保持部件40。
底盘主体部件38具有：构成底壁部的基板部38a(也参照图10A)；和从基板部38a的上表面向基板部38a的厚度方向(上方)突出并供药液容器12的凸缘部12f安装的凸缘安装部38b。在底盘主体部件38，固定有安装有控制部28以及电池26的电气基板27。
图1中，壳体31是以将上述的药液容器12、垫圈22、柱塞组装体14A、驱动机构24、电池26、控制部28以及底盘构造30收容的方式构成的中空状部件。药液容器12的前端部12c从壳体31突出，在外部露出。壳体31具有上表面31a和底面31b。在壳体31的上表面31a设有由具有透明性的材料构成的窗部31w，透过窗部31w能够确认药液容器12内的残液量。
药液投放装置10例如能够作为粘贴于患者的皮肤S来使用的贴片类型而构成。在这种贴片类型的情况下，在壳体31的底面31b设有能够贴附于皮肤S的片状的贴附部(粘附部)。在药液投放装置10的初期状态下，在贴附部的贴附面粘贴有可剥离的保护片。
此外，药液投放装置10在壳体31的底面31b设有钩子或夹子等安装件，也可以构成为与患者的衣服(例如，裤子的腰部分等)钩挂等而安装的类型。
如图4所示，壳体31具有供药液容器12插入的第一开口部31c。药液容器12的前端部经由第一开口部31c从壳体31突出。在药液容器12的前端部附近与壳体31之间配置有环状的防水垫42。防水垫42具有X状的截面形状，配置于第一开口部31c。防水垫42的外周部在全周范围内与第一开口部31c的内表面液密地紧密接触，防水垫42的内周部在全周范围内与药液容器12(主体部12a)的外周面液密地紧密接触。此外，防水垫42也可以具有O状的截面形状。
如图5所示，壳体31具有：壳体主体部44，其具有将药液容器12收容的收容部45以及设于收容部45的第二开口部31d；将第二开口部31d封闭的盖体46；和安装于第二开口部31d的缘部并与盖体46紧密接触的环状的防水部件47。在壳体主体部44设有上述的第一开口部31c(图4)。第二开口部31d设在与壳体主体部44的第一开口部31c所设的一侧为相反侧的端部。第二开口部31d比底盘构造30形成得大。
盖体46形成为长方形状，构成与药液容器12的前端部所突出的一侧为相反侧的壳体31的壁部。防水部件47例如为防水带，安装于第二开口部31d上所设的框形状的层差部31e。防水部件47沿着长方形状的第二开口部31d以长方形状延伸而呈环状。盖体46安装于壳体主体部44的第二开口部31d，由此防水部件47与盖体46液密地紧密接触。
接下来，详细说明柱塞组装体14A的构成。
如图3所示，柱塞组装体14A具有：由驱动机构24驱动的进给螺杆48；由进给螺杆48驱动的第一柱塞50；由进给螺杆48驱动的第二柱塞52；被第二柱塞52保持的螺母部件54；和支承第二柱塞52的基座部56。
进给螺杆48具有杆部58、和与杆部58连结并由驱动齿轮37驱动的从动齿轮60。杆部58具有在外周形成有外螺纹62a的外螺纹部62、和从外螺纹部62的基端向基端方向延伸并在外周没有形成外螺纹的延伸部63。
外螺纹部62比延伸部63长。外螺纹部62的前端部位于药液容器12的内侧。外螺纹部62的外径比延伸部63的外径大。杆部58还具有设于延伸部63的基端的连结凸缘部64。连结凸缘部64在其基端面具有截面为非圆形形状的连结用凹部65a，与从动齿轮60的前端侧轴部60c不能相对旋转地连结(卡合)。
从动齿轮60能够与杆部58在同轴上旋转地配置，并且与驱动机构24的驱动齿轮37啮合(参照图2)。从动齿轮60具有在外周部形成有齿部60a的齿轮部60b、从齿轮部60b的前端面中央向前端方向突出的前端侧轴部60c、和从齿轮部60b的基端面中央向基端方向突出的基端侧轴部60d。前端侧轴部60c以及基端侧轴部60d通过底盘构造30的支承部件39而能够旋转地支承。
在前端侧轴部60c的前端设有截面为非圆形形状的连结用凸部65b，该连结用凸部65b插入设于杆部58的连结凸缘部64的连结用凹部65a。在支承部件39的支承片39a与齿轮部60b之间配置有将从动齿轮60向前端方向弹性地弹压的弹簧66。
如图6所示，第一柱塞50具有中空状的第一筒状主体部68、从第一筒状主体部68的前端向径向外侧突出的环状的第一前端凸缘70、从第一筒状主体部68的基端外周面向径向外侧突出的第一突起部72、和在与第一突起部72不同的周向位置上从第一筒状主体部68的基端外周面向径向外侧突出的支承突起74。
如图3所示，在第一筒状主体部68的基端内周面，形成有至少在柱塞组装体14A开始伸长动作之前的初期状态下与第一柱塞50的外螺纹部62螺合的第一内螺纹部68a。
第一前端凸缘70是能够与药液容器12的内周面抵接的凸缘部。第一前端凸缘70的前端面是能够推压垫圈22的垫圈推压部71。在药液投放装置10的初期状态下，垫圈推压部71仅从垫圈22分离若干距离。
图6中，第一突起部72构成由第二柱塞52的后述的第一引导部86(图7A)引导的第一被引导部73。第一突起部72的前端面构成能够与第二柱塞52的后述的第二卡合部98(图7A)卡合的第一卡合部75。第一突起部72的基端面构成能够与第二柱塞52的后述的第二抵接部53(图7B)抵接的第一抵接部76。
在药液投放装置10的初期状态下，支承突起74从内侧支承第二柱塞52的后述的临时卡定爪部85a(图7A)。
如图7A所示，第二柱塞52具有柱塞主体部78、和固定于柱塞主体部78的帽部件80。柱塞主体部78具有中空状的第二筒状主体部82、从第二筒状主体部82的前端向径向外侧突出的一对第二前端凸缘83、和从第二筒状主体部82的外表面向径向外侧突出并沿轴向延伸的第二突起部84。
在第二筒状主体部82设有能够沿径向弹性变形的临时卡定弹性片85。在临时卡定弹性片85的端部(自由端部)设有向外侧突出的临时卡定爪部85a。在第二筒状主体部82设有第一引导部86。第一引导部86与第一柱塞50的第一被引导部73卡合，防止第一柱塞50相对于第二柱塞52的旋转并引导第一柱塞50的轴向运动。第二前端凸缘83以弧状延伸。在一对第二前端凸缘83之间形成有缺口状的间隙。
如图7B所示，第一引导部86具有：轴向引导件86a，其沿着轴向延伸并沿轴向引导第一柱塞50的第一被引导部73(图6)；和旋转引导件86b，其与轴向引导件86a的前端连续并沿周向延伸而沿周向引导第一被引导部73。旋转引导件86b具有与轴向引导件86a连续的第一端部86b1、和与第一端部86b1不同的第二端部8662。
第一引导部86还具有与旋转引导件86b的第二端部8662连续的锁定部86c。锁定部86c以比轴向引导件86a短的长度从第二端部86b2向基端方向延伸并能够将第一柱塞50的第一被引导部73卡定。
在本实施方式中，如图8A所示，轴向引导件86a是将第二筒状主体部82的周壁部沿壁厚方向贯穿的孔部，在以第二筒状主体部82的轴为基准而为彼此相反侧的位置上设有两个。旋转引导件86b在以第二筒状主体部82的轴为基准而为彼此相反侧的位置上设有两个。锁定部86c是将第二筒状主体部82的周壁部沿壁厚方向贯穿的孔部，在以第二筒状主体部82的轴为基准而为彼此相反侧的位置上设有两个。锁定部86c的基端面构成能够与第一柱塞50的第一抵接部76(图6)抵接的第二抵接部53。
如图8B所示，在第二筒状主体部82的基端部设有螺母收容部88。螺母收容部88将螺母部件54以不能旋转且能够沿轴向移动的方式收容。螺母收容部88的内周形状与螺母部件54的外径匹配地形成为六边形状。在螺母收容部88的内周面88a，形成有沿着轴向延伸且在周向上隔开间隔而配置的多个肋88b，多个肋88b与螺母部件54的外周面抵接。
如图3所示，螺母收容部88具有前端台座部89和基端台座部90。前端台座部89是具有设于第二筒状主体部82的内侧的孔部的内周突出壁82a(也参照图7B)的基端面。基端台座部90是固定于第二筒状主体部82的基端内侧的台座部件82b的前端面。
将螺母部件54向前端方向弹压的螺母弹压部件92配置于螺母收容部88内。在本实施方式中，螺母弹压部件92为螺旋弹簧。在螺母弹压部件92中插入有进给螺杆48的杆部58。
在柱塞组装体14A的初期状态下，螺母部件54的前端面与前端台座部89抵接，螺母弹压部件92的前端与螺母部件54的基端面抵接，螺母弹压部件92的基端与基端台座部90抵接。
在图8A中，第二突起部84构成由基座部56的后述的第二引导部100(图9)所引导的第二被引导部94。第二突起部84在第二筒状主体部82的大致全长范围内沿轴向延伸，并且设于第一引导部86的轴向引导件86a与锁定部86c之间。第二突起部84的前端与第二前端凸缘83连续。在本实施方式中，如图8B所示，第二突起部84在以第二筒状主体部82的轴为基准而为彼此相反侧的位置设有两个。
如图3所示，帽部件80固定于柱塞主体部78的前端。在图7A中，帽部件80具有：具有开口96a的前端环部96；和从前端环部96的基端面外缘向基端方向突出的一对连结用臂97。在前端环部96的开口96a中插入有第一柱塞50的第一筒状主体部68(图6)。前端环部96的外周部是能够与药液容器12的内周面抵接的前端外周部。前端环部96的基端面具有能够与第一柱塞50的第一卡合部75卡合的第二卡合部98。
在连结用臂97的自由端部设有向着内侧突出的卡合用爪97a。卡合用爪97a通过与形成于临时卡定弹性片85的两侧的狭缝85b的前端卡合，而防止帽部件80从柱塞主体部78脱离。
如图3所示，螺母部件54在内周形成有能够与进给螺杆48的外螺纹部62螺合的第二内螺纹部54a，并且插入有进给螺杆48。在螺母部件54中在初期状态下插入有进给螺杆48的延伸部63。螺母部件54具有六边形状的外形。此外，螺母部件54也可以具有其他多边角形状等非圆形形状的外形。
如图2所示，基座部56固定于底盘构造30。如图9所示，基座部56为中空状部件，具有沿轴向延伸的槽状的第二引导部100。在本实施方式中，第二引导部100在以基座部56的轴为基准而为彼此相反侧的位置设有两个。第二引导部100与第二柱塞52的第二被引导部94(图7A等)卡合，防止第二柱塞52相对于进给螺杆48的旋转并引导第二柱塞52的轴向移动。
基座部56具有能够脱离地插入有第二柱塞52的临时卡定爪部85a(图7A等)的临时卡定凹部102。在本实施方式中，临时卡定凹部102具有将基座部56的周壁部沿厚度方向贯穿的孔的形式。此外，临时卡定凹部102也可以为设于基座部56的内周面的槽。在基座部56的前端，设有供帽部件80的连结用臂97(图7A)插入的缺口56a。
上述构成的药液投放装置10例如通过以下的顺序组装。
如图10A所示，将柱塞组装体14A、驱动机构24、和安装有控制部28以及电池26的电气基板27组装(固定)于底盘构造30的规定位置。
接下来，如图10B所示，将预灌装注射器104组装至底盘构造30。预灌装注射器104是如下的组装体，其在药液容器12的前端部安装有封闭部件29以及固定帽32，在药液容器12内充填有药液M，且在药液容器12内插入有垫圈22。
接下来，如图10C所示，经由壳体主体部44的第二开口部31d，将组装有柱塞组装体14A等的底盘构造30插入至壳体主体部44内。此时，药液容器12插入至配置于壳体主体部44的第一开口部31c的防水垫42(图4)，防水垫42与药液容器12的外周面液密地紧密接触。接下来，将壳体主体部44的第二开口部31d由盖体46封闭。此时，盖体46与配置于壳体主体部44的第二开口部31d的防水部件47液密地紧密接触。由此，构筑防水构造。
接下来，说明上述所示构成的药液投放装置10的作用。
若从图3所示的初期状态通过驱动机构24(图2)使进给螺杆48旋转，则如图11所示，与进给螺杆48的外螺纹部62螺合的第一柱塞50前进。此时，由于第一被引导部73(图6)被第一引导部86(图7A)引导，所以第一柱塞50在旋转被限制的状态下前进。另一方面，第二柱塞52的临时卡定爪部85a插入至基座部56的临时卡定凹部102，且进给螺杆48的外螺纹部62没有与螺母部件54螺合(进给螺杆48的延伸部63插入于螺母部件54)，由此，即使进给螺杆48旋转，第二柱塞52也不会前进。
如图12所示，若伴随进给螺杆48的旋转而使第一柱塞50前进直到第二柱塞52的前端附近，则第一柱塞50与进给螺杆48的旋转配合地旋转规定角度。具体地，如图13A所示，当第一柱塞50的第一被引导部73到达至设于第二柱塞52的第一引导部86的前端的旋转引导件86b(从轴向引导件86a脱离)时，第一柱塞50相对于第二柱塞52能够旋转。由此，第一被引导部73到达至旋转引导件86b后的第一柱塞50仅在第一被引导部73从旋转引导件86b的第一端部86b1向第二端部86b2移动的过程中，被进给螺杆48带动旋转。
而且，如图13B所示，当第一被引导部73与旋转引导件86b的第二端部86b2抵接时，第一柱塞50相对于第二柱塞52的相对旋转再次被限制。由此，伴随进给螺杆48的旋转，第一柱塞50再次开始前进，第一柱塞50的第一卡合部75(第一突起部72的前端面)与第二柱塞52的第二卡合部98(帽部件80的前端环部的基端面)(图7A)卡合。
而且，当在第一柱塞50的第一卡合部75与第二柱塞52的第二卡合部98卡合的状态下第一柱塞50前进时，如图14所示，第一柱塞50使第二柱塞52前进。即，伴随进给螺杆48的旋转，第一柱塞50牵引第二柱塞52而前进。此时，第二柱塞52的临时卡定爪部85a从基座部56的临时卡定凹部102离开。伴随第二柱塞52的前进，进给螺杆48的外螺纹部62与配置于第二柱塞52的螺母部件54螺合。
具体地，当第二柱塞52开始前进时，如图15A所示，外螺纹部62的基端与螺母部件54的第二内螺纹部54a的前端接触。即使在与该接触的同时第二内螺纹部54a没有与外螺纹部62啮合的情况下，螺母部件54也能够在螺母收容部88内沿轴向相对地滑动，由此如图15B所示，第二柱塞52被第一柱塞50带着前进。此时，螺母部件54抵抗螺母弹压部件92的弹压力，相对于前进的第二柱塞52而相对地向基端方向移动。
而且，在螺母部件54通过螺母弹压部件92而被向前端方向弹压的同时第二柱塞52前进的过程中，在外螺纹部62与第二内螺纹部54a的相位匹配时，进给螺杆48和螺母部件54螺合。根据外螺纹部62与第二内螺纹部54a的啮合开始，进给螺杆48的外螺纹部62与第一内螺纹部68a以及第二内螺纹部54a的双方螺合的双重螺合状态开始。
而且，如图16所示，伴随进给螺杆48的旋转，在双重螺合状态下第一柱塞50和第二柱塞52前进。此时，由于螺母部件54的前端面从前端台座部89分离(图15B)，所以螺母部件54不会使第二柱塞52前进，通过第一卡合部75与第二卡合部98的卡合，第一柱塞50使第二柱塞52前进。此外，通过螺母收容部88被设为旋转限制状态的螺母部件54伴随进给螺杆48的旋转，在维持与前端台座部89之间的距离的状态下前进(以与第二柱塞52相同的速度前进)。
当伴随进给螺杆48的旋转而第一柱塞50以及第二柱塞52进一步前进时，如图17所示，第一柱塞50的第一内螺纹部68a从进给螺杆48的外螺纹部62离开(第一内螺纹部68a的螺合被解除)。当第一柱塞50与进给螺杆48的螺合被解除时，与进给螺杆48螺合的螺母部件54使第二柱塞52前进，前进的第二柱塞52使第一柱塞50前进。
具体地，当第一柱塞50与进给螺杆48的螺合被解除时，伴随进给螺杆48的旋转而螺母部件54前进并与第二柱塞52的前端台座部89抵接。因此，通过前进的螺母部件54将前端台座部89向前端方向推压，则第二柱塞52开始前进。此时，与进给螺杆48的螺合被解除的第一柱塞50停止，由此伴随第二柱塞52的前进，如图18所示，第二柱塞52的第二抵接部53与第一柱塞50的第一抵接部76抵接。因此，通过前进的第二柱塞52的第二抵接部53将第一抵接部76向前端方向推压，则第一柱塞50再次开始前进。由此，在仅螺母部件54与进给螺杆48螺合的状态下，第一柱塞50以及第二柱塞52前进，进行送液。
而且，如图19所示，当第一柱塞50以及第二柱塞52前进直到垫圈22与药液容器12的肩部12b抵接的位置时，进给螺杆48的旋转停止，送液完成。
在该情况下，具有本实施方式的柱塞组装体14A的药液投放装置10起到以下的效果。
柱塞组装体14A具有：进给螺杆48，其具有外螺纹部62以及延伸部63；第一柱塞50，其具有第一内螺纹部68a；第二柱塞52，其具有第二内螺纹部54a；螺母部件54，其相对于第二柱塞52能够相对地沿轴向移动；和基座部56。而且，伴随进给螺杆48的旋转，首先第一柱塞50前进，然后，第一柱塞50牵引第二柱塞52前进，然后，螺母部件54与进给螺杆48螺合，然后第二柱塞52使第一柱塞50前进。
这样构成的柱塞组装体14A多级地伸长，由此能够缩短全长，与此对应地，能够谋求柱塞组装体14A所搭载的药液投放装置10的小型化。通过装置的小型化，能够缩小粘贴于患者身体表面的情况下的粘贴所需要的面积，由此也能够容易地适用于粘贴于患者身体表面等的用途。另外，通过装置的小型化，能够谋求携带、保管等可用性的提高。
另外，由于螺母部件54相对于第二柱塞52能够沿轴向相对移动，所以即使在进给螺杆48的外螺纹部62与螺母部件54接触的同时，进给螺杆48的外螺纹部62与螺母部件54的第二内螺纹部54a没有啮合的情况下，也能够在随后外螺纹部62与第二内螺纹部54a的相位匹配时螺合。因此，能够通过进给螺杆48经由螺母部件54使第二柱塞52确实地前进。
柱塞组装体14A具有将螺母部件54向前端方向弹压的螺母弹压部件92，在初期状态下，螺母部件54的前端面与前端台座部89抵接，螺母弹压部件92的前端与螺母部件54的基端面抵接，螺母弹压部件92的基端与基端台座部90抵接。根据该构成，螺母部件54始终向前端方向弹压，由此当进给螺杆48的外螺纹部62与螺母部件54的第二内螺纹部54a的相位匹配时，能够使进给螺杆48与螺母部件54确实地螺合。即，在第二柱塞52仅以外螺纹部62的螺距量前进的过程中，进给螺杆48和螺母部件54必定螺合。
此外，也可以不设置螺母弹压部件92。在该情况下，在第二柱塞52前进的过程中外螺纹部62与第二内螺纹部54a的啮合不论失败几次，都能够在螺母部件54的可动范围内的某处啮合。因此，能够通过进给螺杆48的旋转使第二柱塞52前进。
在螺母收容部88的内周面，形成有沿着轴向延伸且在周向上隔开间隔而配置的多个肋88b，多个肋88b与螺母部件54的外周面抵接。根据该构成，能够降低螺母部件54相对于第二柱塞52的滑动阻力，使螺母部件54相对于第二柱塞52的相对轴向移动顺畅。
第一柱塞50的前端具有能够与药液容器12的内周面抵接的凸缘部。根据该构成，能够防止第一柱塞50的压曲。
第二柱塞52具有：柱塞主体部78，其具有螺母收容部88、第一引导部86、第二被引导部94、和第二抵接部53；和帽部件80，其固定于柱塞主体部78，并具有第二卡合部98。根据该构成，通过注射成型，能够容易地制造具有第一引导部86、第二被引导部94、第二抵接部53以及第二卡合部98的第二柱塞52。
帽部件80具有能够与药液容器12的内周面抵接的前端外周部。根据该构成，能够防止第二柱塞52的压曲。
第二柱塞52的第一引导部86具有：将第一柱塞50的第一被引导部73沿轴向引导的轴向引导件86a；和与轴向引导件86a的前端连续并将第一被引导部73沿周向引导的旋转引导件86b(图7B)。根据该构成，能够在第一引导部86的前端，伴随进给螺杆48的旋转而使第一柱塞50旋转。
第二柱塞52的第一引导部86具有与旋转引导件86b的第二端部8662连续的锁定部86c(图7B)。根据该构成，防止第一被引导部73向第一引导部86的轴向引导件86a返回。
第二柱塞52具有在端部设有临时卡定爪部85a的临时卡定弹性片85，基座部56具有能够脱离地插入有临时卡定爪部85a的临时卡定凹部102。根据该构成，由于第二柱塞52相对于基座部56临时固定，所以能够防止在进给螺杆48与螺母部件54螺合之前第二柱塞52被第一柱塞50的前进带着前进。
第一柱塞50具有从内侧支承临时卡定爪部85a的支承突起74。根据该构成，能够防止在第一柱塞50前进到某一程度之前临时卡定爪部85a从临时卡定凹部102脱离。
壳体31具有供药液容器12插入的第一开口部31c(图4)。而且，药液容器12具有经由第一开口部31c从壳体31突出的前端部，在药液容器12的前端部附近与壳体31之间，配置有环状的防水垫42。根据该构成，能够防止水经由第一开口部31c向壳体31内浸入。
壳体31具有：具有收容部45以及第二开口部31d的壳体主体部44；将第二开口部31d封闭的盖体46；和安装于第二开口部31d的环状的防水部件47(图5)。根据该构成，能够防止水经由第二开口部31d向壳体31内浸入。
药液投放装置10具有分别在规定位置固定有药液容器12、驱动机构24以及柱塞组装体14A的底盘构造30。而且，在壳体31内配置有底盘构造30，第二开口部31d比底盘构造30形成得大。根据该构成，能够经由第二开口部31d从壳体31将柱塞组装体14A等底盘构造30极其简单地取出。
第一柱塞50能够在第二柱塞52的第一引导部86的前端，伴随进给螺杆48的旋转相对于第二柱塞52仅旋转规定角度(图13A以及图13B)。而且，垫圈22具有：由具有弹性的第一材料构成的垫圈主体34；和由比第一材料硬质的第二材料构成且安装于垫圈主体34的基端的抵接部件35(图3)。抵接部件35具有被垫圈推压部71推压的被推压部35a。垫圈推压部71由比第一材料硬质的材料构成。根据该构成，能够降低第一柱塞50相对于垫圈22的旋转方向的滑动阻力。由此，垫圈22不会阻碍第一柱塞50的旋转。
抵接部件35具有插入至垫圈主体34内的插入部35b、和设于插入部35b的基端的基端凸缘部35c。基端凸缘部35c在基端面具有被推压部35a。被推压部35a是间断地设于基端面且分别从基端面向基端方向突出的多个凸部。根据该构成，能够有效降低第一柱塞50相对于垫圈22的旋转方向上的滑动阻力。
凸部为向着基端鼓出的穹顶形状。根据该构成，能够进一步降低第一柱塞50相对于垫圈22的旋转方向上的滑动阻力。
在柱塞组装体14A的驱动方法中，伴随进给螺杆48的旋转，第一柱塞50沿着轴向前进(图11)，第一柱塞50的第一卡合部75与第二柱塞52的第二卡合部98卡合，前进的第一柱塞50使第二柱塞52前进(图14)。另外，伴随第二柱塞52的前进，螺母部件54相对于第二柱塞52相对地向基端方向移动(图15B)，通过螺母部件54的移动而使该螺母部件54与进给螺杆48的外螺纹部62螺合(图16)。而且，与外螺纹部62螺合的螺母部件54伴随进给螺杆48的旋转而前进并使第二柱塞52前进，前进的第二柱塞52使第一柱塞50前进(图16)。由此，能够使进给螺杆48的外螺纹部62与螺母部件54的第二内螺纹部54a顺畅地螺合。由此，能够通过进给螺杆48经由螺母部件54使第二柱塞52确实地前进。
在柱塞组装体14A的驱动方法中，螺母部件54通过螺母弹压部件92而被向前端方向弹压。另外，螺母部件54在抵抗螺母弹压部件92的弹压力而相对于第二柱塞52相对地向基端方向移动之后，螺母部件54的第二内螺纹部54a与进给螺杆48的外螺纹部62螺合(图15B以及图16)。由此，能够使进给螺杆48与螺母部件54确实地螺合。
在柱塞组装体14A的驱动方法中，相对于进给螺杆48的旋转被限制后的第一柱塞50移动直到第二柱塞52的前端附近(图12)，移动直到第二柱塞52的前端附近的第一柱塞50与进给螺杆48的旋转配合地旋转规定角度(图13A以及图13B)。另外，旋转规定角度后的第一柱塞50的旋转再次被限制，并且第一柱塞50的第一卡合部75与第二柱塞52的第二卡合部98卡合。而且，第一卡合部75与第二卡合部98卡合后的第一柱塞50牵引第二柱塞52而前进(图14)。由此，能够通过伴随进给螺杆48的旋转而前进的第一柱塞50使第二柱塞52前进。
在柱塞组装体14A的驱动方法中，在进给螺杆48的外螺纹部62与第一内螺纹部68a和第二内螺纹部54a的双方螺合的状态(双重螺合状态)下，进给螺杆48旋转，第一柱塞50和第二柱塞52前进(图16)。另外，在第二柱塞52前进了规定长度后，第一柱塞50的第一内螺纹部68a从外螺纹部62脱离(图17)。而且，在第一内螺纹部68a从外螺纹部62脱离且第二内螺纹部54a与外螺纹部62螺合的状态下，第二柱塞52使第一柱塞50前进。由此，从进给螺杆48的外螺纹部62与第一内螺纹部68a和第二内螺纹部54a的双方螺合的双重螺合状态、向仅第二内螺纹部54a和外螺纹部62螺合的状态顺畅地过渡，能够通过第二柱塞52使第一柱塞50前进。
在上述的药液投放装置10中，也可以代替柱塞组装体14A，而采用图20～图31所示的柱塞组装体14B。此外，在柱塞组装体14B中，对于与柱塞组装体14A相同或同样的构成要素标注相同的附图标记，并省略详细的说明。
如图21所示，柱塞组装体14B具有：通过驱动机构24(图2)而驱动的进给螺杆108；通过进给螺杆108向前端方向被驱动的第一柱塞110；通过进给螺杆108向前端方向被驱动的第二柱塞112；被第二柱塞112保持的螺母部件54；支承第二柱塞112的基座部114；和配置于第一柱塞110的内部的支承机构116。
进给螺杆108具有杆部118、和与杆部118连结并由驱动齿轮37(图2)驱动的从动齿轮120。杆部118具有：形成有外螺纹62a的外螺纹部62；和从外螺纹部62的基端向基端方向延伸且没有形成外螺纹的延伸部63。从动齿轮120不能相对旋转地固定于杆部118的延伸部63的基端，并且与驱动机构24的驱动齿轮37(图2)啮合。
第一柱塞110具有：支承于第二柱塞112的中空状的第一柱塞主体122；固定于第一柱塞主体122的前端的垫圈推压部124；和固定于第一柱塞主体122的基端的螺母部件126(以下，称为“第一螺母部件126”)。
如图22所示，第一柱塞主体122的周壁部123的与轴向垂直的截面中的轮廓形状具有非圆形的外形。具体地，第一柱塞110的周壁部123具有彼此相对的一对平坦壁部123a、和彼此相对的一对圆弧状壁部123b。第一柱塞110的周壁部123的外表面构成由第二柱塞112的后述的第一引导部142所引导的第一被引导部127。
如图23所示，第一柱塞主体122设有能够在第一柱塞主体122的内外方向上弹性变形的卡合弹性片122a。卡合弹性片122a在以第一柱塞主体122的轴为基准的彼此相反侧设有两个。在卡合弹性片122a的基端(自由端部)设有向外侧突出的卡合爪部122b。卡合爪部122b的前端面构成能够与第二柱塞112的后述的第二卡合部150卡合的第一卡合部128。卡合爪部122b的基端面构成能够与第二柱塞112的后述的第二抵接部152抵接的第一抵接部130。
垫圈推压部124具有插入至垫圈131的插入部124a、从插入部124a的基端向径向外侧突出的基端凸缘部124b、和从插入部124a的前端壁部的中央向基端方向突出的中空状的中央筒部124c。基端凸缘部124b与垫圈131的基端面相对，并且能够与药液容器12的内周面抵接。中央筒部124c与基端凸缘部124b相比向基端方向突出。在图23所示的柱塞组装体14B的初期状态下，进给螺杆108的外螺纹部62插入至中央筒部124c。
第一螺母部件126通过设于第一柱塞主体122的基端内部的螺母保持部132，而相对于第一柱塞主体122不能旋转地保持(固定)。在第一螺母部件126的内周部形成有第一内螺纹部68a。此外，也可以没有第一螺母部件126，第一内螺纹部68a直接形成于第一柱塞主体122。
如图21所示，第二柱塞112具有筒状主体部134、从筒状主体部134的前端向外侧突出的前端凸缘部136、设于筒状主体部134的外表面的临时卡定爪部138、和设于筒状主体部134的基端内部的螺母收容部140。临时卡定爪部138在以第二柱塞112的轴为基准的彼此相反侧设有两个。临时卡定爪部138具有朝着前端方向向内侧倾斜的倾斜面。
在螺母收容部140，能够沿轴向相对移动地收容有螺母部件54(以下，称为“第二螺母部件54”)。此外，与上述的柱塞组装体14A同样地，也可以在螺母收容部140配置有螺母弹压部件92以及台座部件82b(图3等)。
如图22所示，第二柱塞112的筒状主体部134的与轴向垂直的截面中的轮廓形状具有非圆形的外形。具体地，筒状主体部134具有彼此相对的一对平坦壁部134a、和彼此相对的一对圆弧状壁部134b。筒状主体部134的内表面构成防止第一柱塞110相对于第二柱塞112的旋转并引导第一柱塞110的轴向运动的第一引导部142。筒状主体部134的外表面构成由基座部114的后述的第二引导部164所引导的第二被引导部144。
如图23所示，在第二柱塞112的筒状主体部134的前端设有前端凹部146，在筒状主体部134的基端设有基端凹部148。前端凹部146以及基端凹部148分别将筒状主体部134的周壁沿厚度方向贯穿。前端凹部146的前端面构成能够与第一柱塞110的第一卡合部128卡合的第二卡合部150。
第二卡合部150向着基端方向向内侧倾斜。前端凹部146的基端面构成能够与第一柱塞110的第一抵接部130抵接的第二抵接部152。第二抵接部152向着前端方向向内侧倾斜。基端凹部148的前端面向着前端方向向内侧倾斜。
如图21所示，基座部114为中空状部件，与药液容器12的基端开口12d嵌合。基座部114具有基座部主体154、从基座部主体154的前端向外侧突出的嵌合突起156、从基座部主体154的基端向外侧突出的基端凸缘158、和从基座部主体154的基端向内侧突出的临时卡定突起160。基端凸缘158的前端面与药液容器12的基端面抵接。在临时卡定突起160上，能够解除地卡合有第二柱塞112的临时卡定爪部138。
在基座部主体154的内表面，设有能够供从临时卡定突起160通过的临时卡定爪部138插入的槽部162。临时卡定爪部138沿轴向延伸。
如图22所示，基座部主体154在与轴向垂直的截面中，具有与第二柱塞112的外形匹配的非圆形形状。基座部主体154的内表面构成第二引导部164。第二引导部164与作为第二柱塞112的内表面的第二被引导部144卡合，防止第二柱塞112相对于基座部114的旋转并引导第二柱塞112的轴向移动。
如图23所示，支承机构116具有：支承部件166，其以相对于第一柱塞主体122不能相对旋转且能够相对轴向移动的方式配置于第一柱塞主体122内；第三螺母部件168，其被支承部件166保持；和弹压部件170，其将支承部件166向基端方向弹性地弹压。支承部件166具有与第一柱塞主体122的内表面接近(或接触)而设的一对支承臂167。如后述那样，支承臂167能够从内侧支承卡合弹性片122a。
第三螺母部件168相对于支承部件166不能旋转地被保持。在第三螺母部件168的内周部，形成有第三内螺纹部168a。在柱塞组装体14B的初期状态下，第三内螺纹部168a与进给螺杆108的外螺纹部62螺合。
弹压部件170是配置于第一柱塞110的垫圈推压部124与支承部件166之间的螺旋弹簧。弹压部件170的前端与垫圈推压部124的插入部124a的前端壁部抵接。弹压部件170的基端与支承部件166抵接。垫圈推压部124的中央筒部124c插入至弹压部件170。
接下来，说明在药液投放装置10中采用柱塞组装体14B的情况下的作用。
当从图23所示的初期状态通过驱动机构24(图2)而使进给螺杆108旋转时，如图24所示，与进给螺杆108的外螺纹部62螺合的第一柱塞110前进。此时，由于第一被引导部127(第一柱塞主体122的外表面)被第一引导部142(第二柱塞112的内表面)引导(图22)，所以第一柱塞110在旋转被限制的状态下前进。由于第三螺母部件168与外螺纹部62螺合，所以伴随进给螺杆108的旋转，支承部件166也与第一柱塞110一起前进。
另一方面，第二柱塞112的临时卡定爪部138插入至基座部114的临时卡定突起160(图21)，且进给螺杆108的外螺纹部62没有与螺母部件54螺合(进给螺杆108的延伸部63插入至螺母部件54)，由此即使进给螺杆108旋转，第二柱塞112也不会前进。另外，如图24所示，当第一柱塞110前进时，第一柱塞110的卡合爪部122b通过卡合弹性片122a的铰链功能(弹性变形功能)，从第二柱塞112的基端凹部148脱离，向第二柱塞112内部被拉入。
如图25所示，当伴随进给螺杆108的旋转，第一柱塞110以及支承部件166进一步前进时，被支承部件166保持的第三螺母部件168从进给螺杆108的外螺纹部62脱离。由此，在此之后，伴随进给螺杆108的旋转，第三螺母部件168以及支承部件166不会前进。支承部件166通过弹压部件170而被向基端方向弹压，由此向进给螺杆108的前端被推压。
另外，伴随第一柱塞110的前进，第一柱塞110的卡合弹性片122a通过其弹性复原力而向外侧位移，卡合爪部122b进入至第二柱塞112的前端凹部146，第一柱塞110的第一卡合部128(卡合爪部122b的前端面)与第二柱塞112的第二卡合部150(前端凹部146的前端面)卡合。
因此，如图26所示，当在第一柱塞110的第一卡合部128与第二柱塞112的第二卡合部150卡合的状态下第一柱塞110前进时，第一柱塞110使第二柱塞112前进。即，伴随进给螺杆108的旋转，第一柱塞110牵引第二柱塞112而前进。此时，第二柱塞112的临时卡定爪部138(图21)越过基座部114的临时卡定突起160(图21)，向设于基座部114的内表面的槽部162(图21)进入。
伴随第一柱塞110的前进，由弹压部件170向基端方向弹压的支承部件166相对于第一柱塞110向基端方向相对位移(支承部件166的位置从第三螺母部件168与外螺纹部62的螺合被解除时没有改变)。伴随第二柱塞112的前进，外螺纹部62的基端与螺母部件54的第二内螺纹部54a的前端接触。
如图27所示，伴随第二柱塞112的前进，进给螺杆108的外螺纹部62与配置于第二柱塞112的第二螺母部件54螺合。具体地，第二螺母部件54与外螺纹部62的螺合即使失败多次(例如1、2次)，通过伴随第二柱塞112的前进，使第二螺母部件54相对于第二柱塞112沿轴向相对移动，也能够实现第二螺母部件54与外螺纹部62的螺合。通过外螺纹部62与第二内螺纹部54a的啮合开始，而进给螺杆108的外螺纹部62与第一内螺纹部68a以及第二内螺纹部54a的双方螺合的双重螺合状态开始。
而且，伴随进给螺杆108的旋转，在双重螺合状态下第一柱塞110和第二柱塞112前进。此时，在螺母部件54的前端面从前端台座部89分离的情况下，螺母部件54不会使第二柱塞112前进，通过第一卡合部128与第二卡合部150的卡合，第一柱塞110使第二柱塞112前进。
当伴随进给螺杆108的旋转，第一柱塞110以及第二柱塞112进一步前进时，如图28所示，第一柱塞110的第一螺母部件126(第一内螺纹部68a)从进给螺杆108的外螺纹部62离开(第一内螺纹部68a的螺合被解除)。伴随第一柱塞110的前进，支承部件166相对于第一柱塞110相对位移，直到第一柱塞110的螺母收容部140与支承部件166抵接的位置。此时，支承部件166的支承臂167位于卡合弹性片122a的内侧。
当第一柱塞110与进给螺杆108的螺合被解除时，如图29所示，与进给螺杆108螺合的第二螺母部件54使第二柱塞112前进，前进的第二柱塞112使第一柱塞110前进。具体地，当第一柱塞110与进给螺杆108的螺合被解除时，伴随进给螺杆108的旋转，第二螺母部件54前进并与第二柱塞112的前端台座部89抵接。因此，前进的螺母部件54将前端台座部89向前端方向推压，由此第二柱塞112开始前进。
此时，与进给螺杆108的螺合被解除的第一柱塞110停止，由此伴随第二柱塞112的前进，第二柱塞112的第二抵接部152与第一柱塞110的第一抵接部130抵接。因此，如图30所示，前进的第二柱塞112的第二抵接部152将第一抵接部130向前端方向推压，由此第一柱塞110再次开始前进。
由此，在仅第二螺母部件54与进给螺杆108螺合的状态下，第一柱塞110以及第二柱塞112前进，进行送液。在第一柱塞110的前进时，支承部件166的支承臂167从内侧支承第一柱塞110的卡合弹性片122a，由此防止设于卡合弹性片122a的卡合爪部122b从前端凹部146脱离。
而且，如图31所示，当第一柱塞110以及第二柱塞112前进直到垫圈131与药液容器12的肩部12b抵接的位置时，进给螺杆108的旋转停止，送液完成。
此外，在柱塞组装体14B中，对于与柱塞组装体14A同样的构成部分，能够得到与柱塞组装体14A同样的效果。
本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离本发明要旨的范围内，能够进行各种改变。

Claims (22)

1.一种柱塞组装体，其能够沿轴向伸长，并伴随伸长来推压能够滑动地配置于药液容器的内部的垫圈而将药液从所述药液容器推出，该柱塞组装体的特征在于，具有：
进给螺杆，其具有杆部，所述杆部具有外螺纹部和延伸部，所述外螺纹部形成有外螺纹，所述延伸部从所述外螺纹部的基端向基端方向延伸且没有形成所述外螺纹；
第一柱塞，其具有能够推压所述垫圈的垫圈推压部、至少在所述柱塞组装体开始伸长动作之前的初期状态下与所述进给螺杆的所述外螺纹部螺合的第一内螺纹部、第一被引导部、第一卡合部、和第一抵接部；
第二柱塞，其具有第一引导部、第二被引导部、第二卡合部、第二抵接部、和螺母收容部；
螺母部件，其在内周形成有第二内螺纹部，在该螺母部件中插入有所述进给螺杆；和
基座部，其形成有第二引导部，
所述第二柱塞的所述第一引导部与所述第一柱塞的所述第一被引导部卡合，防止所述第一柱塞相对于所述第二柱塞的旋转并引导所述第一柱塞的轴向运动，
所述基座部的所述第二引导部与所述第二被引导部卡合，防止所述第二柱塞相对于所述基座部的旋转并引导所述第二柱塞的轴向移动，
所述螺母收容部将所述螺母部件以不能旋转且能够沿轴向移动的方式收容，
在所述螺母部件中，在所述初期状态下插入有所述进给螺杆的所述延伸部，
当伴随所述进给螺杆的旋转而所述第一柱塞前进规定长度时，所述第一柱塞的所述第一卡合部与所述第二柱塞的所述第二卡合部抵接，所述第一柱塞使所述第二柱塞前进，
伴随所述第二柱塞的前进，所述螺母部件前进而使所述第二内螺纹部与所述进给螺杆的所述外螺纹部螺合，
在所述第二内螺纹部与所述外螺纹部的螺合开始之后，所述第二柱塞的所述第二抵接部与所述第一柱塞的所述第一抵接部抵接，前进的所述第二柱塞使所述第一柱塞前进。
2.根据权利要求1所述的柱塞组装体，其特征在于，
具有将所述螺母部件向前端方向弹压的螺母弹压部件，
所述第二柱塞的所述螺母收容部具有前端台座部和基端台座部，
在所述初期状态下，所述螺母部件的前端面与所述前端台座部抵接，所述螺母弹压部件的前端与所述螺母部件的基端面抵接，所述螺母弹压部件的基端与所述基端台座部抵接。
3.根据权利要求1所述的柱塞组装体，其特征在于，
在所述螺母收容部的内周面形成有沿着轴向延伸且在周向上隔开间隔配置的多个肋，
所述多个肋与所述螺母部件的外周面抵接。
4.根据权利要求1所述的柱塞组装体，其特征在于，
所述第一柱塞的前端具有能够与所述药液容器的内周面抵接的凸缘部。
5.根据权利要求1所述的柱塞组装体，其特征在于，
所述第二柱塞具有：
柱塞主体部，其具有所述螺母收容部、所述第一引导部、所述第二被引导部、和所述第二抵接部；和
帽部件，其固定于所述柱塞主体部并具有所述第二卡合部。
6.根据权利要求5所述的柱塞组装体，其特征在于，
所述帽部件具有能够与所述药液容器的内周面抵接的前端外周部。
7.根据权利要求1所述的柱塞组装体，其特征在于，
所述第二柱塞的所述第一引导部具有：轴向引导件，其沿着轴向延伸并沿轴向引导所述第一柱塞的所述第一被引导部；和旋转引导件，其与所述轴向引导件的前端连续并沿周向延伸而沿周向引导所述第一被引导部。
8.根据权利要求7所述的柱塞组装体，其特征在于，
所述旋转引导件具有与所述轴向引导件连续的第一端部、和与所述第一端部不同的第二端部，
所述第二柱塞的所述第一引导部具有与所述旋转引导件的所述第二端部连续的锁定部，
所述锁定部以比所述轴向引导件短的长度从所述第二端部向基端方向延伸，并能够将所述第一柱塞的所述第一被引导部卡定。
9.根据权利要求1所述的柱塞组装体，其特征在于，
所述第二柱塞具有在端部设有临时卡定爪部的临时卡定弹性片，
所述基座部具有能够脱离地插入有所述临时卡定爪部的临时卡定凹部。
10.根据权利要求9所述的柱塞组装体，其特征在于，
所述第一柱塞具有从内侧支承所述临时卡定爪部的支承突起。
11.一种药液投放装置，其特征在于，具有：
权利要求1～10中任一项所述的柱塞组装体；
使所述进给螺杆旋转的驱动机构；
具有填充有所述药液的主体部的所述药液容器；
所述垫圈；和
将所述药液容器收容的壳体。
12.根据权利要求11所述的药液投放装置，其特征在于，
所述驱动机构具有电机、和安装于所述电机的驱动齿轮，
所述进给螺杆具有与所述杆部连结并由所述驱动齿轮驱动的从动齿轮。
13.根据权利要求11所述的药液投放装置，其特征在于，
所述壳体具有供所述药液容器插入的第一开口部，
所述药液容器具有经由所述第一开口部从所述壳体突出的前端部，
在所述药液容器的所述前端部附近与所述壳体之间配置有环状的防水垫。
14.根据权利要求13所述的药液投放装置，其特征在于，
所述壳体具有：
壳体主体部，其具有将所述药液容器收容的收容部、和设于所述收容部的第二开口部；
盖体，其将所述第二开口部封闭；和
环状的防水部件，其安装于所述第二开口部的缘部，并与所述盖体紧密接触。
15.根据权利要求14所述的药液投放装置，其特征在于，
具有分别在规定位置固定有所述药液容器、所述驱动机构以及所述柱塞组装体的底盘构造，
该底盘构造配置于所述壳体内，
所述第二开口部比所述底盘构造形成得大。
16.根据权利要求11～15中任一项所述的药液投放装置，其特征在于，
所述第一柱塞在所述第二柱塞的所述第一引导部的前端，能够伴随所述进给螺杆的旋转而相对于所述第二柱塞旋转规定角度，
所述垫圈具有：
由具有弹性的第一材料构成的垫圈主体；和
由比所述第一材料硬质的第二材料构成且安装于所述垫圈主体的基端的抵接部件，
所述抵接部件具有被所述垫圈推压部推压的被推压部，
所述垫圈推压部由比所述第一材料硬质的材料构成。
17.根据权利要求16所述的药液投放装置，其特征在于，
所述抵接部件具有插入至所述垫圈主体内的插入部、和设于所述插入部的基端的基端凸缘部，
所述基端凸缘部在基端面具有所述被推压部，
所述被推压部是间断地设于所述基端面、并分别从所述基端面向基端方向突出的多个凸部。
18.根据权利要求17所述的药液投放装置，其特征在于，
所述多个凸部分别为向着基端鼓出的穹顶形状。
19.一种柱塞组装体的驱动方法，为权利要求1所述的柱塞组装体的驱动方法，其特征在于，
所述第一柱塞伴随所述进给螺杆的旋转沿着轴向前进，
所述第一柱塞的所述第一卡合部与所述第二柱塞的所述第二卡合部卡合，前进的所述第一柱塞使所述第二柱塞前进，
伴随所述第二柱塞的前进，所述螺母部件相对于所述第二柱塞相对地向基端方向移动，通过所述螺母部件的移动而使该螺母部件与所述进给螺杆的所述外螺纹部螺合，
与所述外螺纹部螺合后的所述螺母部件伴随所述进给螺杆的旋转而前进并使所述第二柱塞前进，前进的所述第二柱塞使所述第一柱塞前进。
20.根据权利要求19所述的柱塞组装体的驱动方法，其特征在于，
所述螺母部件通过螺母弹压部件而被向前端方向弹压，
所述螺母部件在抵抗所述螺母弹压部件的弹压力而相对于所述第二柱塞相对地向基端方向移动之后，所述螺母部件的所述第二内螺纹部与所述进给螺杆的所述外螺纹部螺合。
21.根据权利要求19所述的柱塞组装体的驱动方法，其特征在于，
相对于所述进给螺杆的旋转被限制的所述第一柱塞移动直到所述第二柱塞的前端附近，
移动直到所述第二柱塞的前端附近的所述第一柱塞与所述进给螺杆的旋转配合地旋转规定角度，
旋转所述规定角度后的所述第一柱塞再次被限制旋转，且所述第一柱塞的所述第一卡合部与所述第二柱塞的所述第二卡合部卡合，
所述第一卡合部与所述第二卡合部卡合后的所述第一柱塞牵引所述第二柱塞而前进。
22.根据权利要求21所述的柱塞组装体的驱动方法，其特征在于，
在所述进给螺杆的外螺纹部与所述第一内螺纹部和所述第二内螺纹部的双方螺合后的状态下，所述进给螺杆旋转，所述第一柱塞和所述第二柱塞前进，
在所述第二柱塞前进了规定长度之后，所述第一柱塞的所述第一内螺纹部从所述外螺纹部脱离，
在所述第一内螺纹部从所述外螺纹部脱离且所述第二内螺纹部与所述外螺纹部螺合后的状态下，所述第二柱塞使所述第一柱塞前进。
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