JP2000300668A - メカニカルロック機構およびその機構を用いたインジェクタヘッド - Google Patents

メカニカルロック機構およびその機構を用いたインジェクタヘッド

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JP2000300668A JP11117918A JP11791899A JP2000300668A JP 2000300668 A JP2000300668 A JP 2000300668A JP 11117918 A JP11117918 A JP 11117918A JP 11791899 A JP11791899 A JP 11791899A JP 2000300668 A JP2000300668 A JP 2000300668A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 インジェクタヘッドにおいて、機械的な安全
機構を維持したまま、装置の小型化および簡略化を図っ
た医療用インジェクタヘッドを提供する。 【解決手段】 このインジェクタヘッド１０００は、シ
リンジ１内のピストン１ａの移動方向に往復運動可能な
プランジャ２０と、このプランジャ２０に往復運動を与
えるため、プランジャモータ２の回転運動を直線運動に
変換するためのプランジャ駆動装置５００と、予め定め
られた位置を超えてプランジャ２０が移動したときに、
プランジャモータ２の回転軸２ａの回転を機械的な動作
により制止させるための安全手段としての安全装置６０
０とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、メカニカルロッ
ク機構およびその機構を用いたインジェクタヘッドに関
し、より特定的には、メカニカルロック機構およびその
機構を用いたインジェクタヘッドの小型化を図るための
構造の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、人体の機能を検査する装置として
さまざまなものが開発されている。その中の１つに、人
体の循環器の機能を診断するための循環器Ｘ線診断装置
がある。この循環器Ｘ線診断装置においては、患者に造
影剤を注入するためのインジェクタヘッドが用いられ
る。
【０００３】一般的なインジェクタヘッドの構造によれ
ば、造影剤が封入されたシリンジ内のピストンを移動さ
せるためのプランジャの移動を機械的に制限するための
安全装置が設けられている。この安全装置をインジェク
タヘッドに設けた場合、インジェクタヘッドは大型化す
る傾向にある。
【０００４】一方、特開平１０−２４４００２号公報に
開示されるインジェクタヘッドにおいては、プランジャ
と同軸に配置され、プランジャの軸方向に摺動するメカ
ニカルストッパを設けることにより、インジェクタヘッ
ドの小型化を図る構造が採用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のインジェクタヘッドの構造によれば、最も大き
いトルクを有するプランジャ自体を、メカニカルストッ
パを用いて機械的に停止させる構造が採用されている。
そのため、メカニカルストッパによりプランジャを機械
的に停止させたときに、プランジャ、メカニカルストッ
パその他の部品に加わる応力は大きくなる。
【０００６】その結果、プランジャ等の応力が加わる部
品の強度設計においては、この応力に耐えることが設計
基準となり、これら部品の大型化を避けることができな
い。その結果、インジェクタヘッドの小型化を図る点
で、限界が生じている。
【０００７】したがって、この発明の目的は、メカニカ
ルロック機構およびその機構を用いたインジェクタヘッ
ドの機械的な安全機構を保持したまま、メカニカルロッ
ク機構およびその機構を用いたインジェクタヘッドのさ
らなる小型化および簡略化を図ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明に基づいたメカ
ニカルロック機構においては、往復運動が可能な可動軸
を停止させるためのメカニカルロック機構であって、上
記可動軸に往復運動を与えるため、駆動装置の回転運動
を所定方向の運動に変換するための可動軸駆動装置と、
予め定められた位置を超えて上記可動軸が移動したとき
に、上記駆動装置の回転軸の回転を機械的な動作により
制止させるための安全装置とを備える。
【０００９】このように、駆動装置の回転軸に生じるト
ルクは、可動軸に生じるトルクよりも遥かに小さいた
め、駆動装置の回転軸の回転を機械的な動作により制止
することで、小さな力で可動軸の移動を停止させること
が可能になる。したがって、安全装置を構成する部品に
加わる応力も小さくなり、これら部品の小型化、それに
伴なうメカニカルロック機構の小型化を図ることが可能
になる。
【００１０】また、上記発明を好ましい状態で実施する
ために、以下に示す構成が採用される。上記安全手段
は、上記駆動装置の回転軸の回転を制止可能なように上
記回転軸の近傍に設けられるロック装置と、予め定めら
れた位置を超えて上記可動軸が移動したときに、上記ロ
ック装置が上記回転軸を制止するように上記ロック装置
を機械的に作動させるトリガ装置とを備える。
【００１１】また、上記ロック装置は、上記回転軸の回
転を制止する第１の位置と、前記回転軸の回転を開放す
る第２の位置との間を選択可能なように設けられ、上記
トリガ装置は、上記可動軸の移動終端を機械的に検出す
るための検出機構と、予め定められた位置を超えて上記
可動軸が移動した場合に、上記検出機構により上記ロッ
ク装置を第１の位置とするリンク機構とを備える。
【００１２】この構成により、可動軸の位置の検出を機
械的な構造のみからなる検出機構により実現可能として
いるため、電気的な制御の故障に関わらず、メカニカル
ロック機構の操作の安全性を図ることができる。
【００１３】この発明に基づいたインジェクタヘッドに
おいては、内部に造影剤を封入するシリンジが装着され
るインジェクタヘッドであって、上記シリンジ内のピス
トンの移動方向に往復運動可能なプランジャと、上記プ
ランジャに往復運動を与えるため、モータの回転運動を
直線運動に変換するためのプランジャ駆動装置と、予め
定められた位置を超えて上記プランジャが移動したとき
に、上記モータの回転軸の回転を機械的な動作により制
止させるための安全装置とを備える。
【００１４】このように、モータの回転軸に生じるトル
クは、プランジャに生じるトルクよりも遥かに小さいた
め、モータの回転軸の回転を機械的な動作により制止す
ることで、小さな力でプランジャの移動を停止させるこ
とが可能になる。したがって、安全装置を構成する部品
に加わる応力も小さくなり、これら部品の小型化、それ
に伴なうインジェクタヘッドの小型化を図ることが可能
になる。
【００１５】また、上記発明を好ましい状態で実施する
ために、以下に示す構成が採用される。上記安全装置
は、上記モータの回転軸の回転を制止可能なように上記
回転軸の近傍に設けられるロック装置と、予め定められ
た位置を超えて上記プランジャが移動したときに、上記
ロック装置が上記回転軸を制止するように上記ロック装
置を機械的に作動させるトリガ装置とを備える。
【００１６】また、好ましくは、上記ロック装置は、上
記回転軸の回転を制止する第１の位置と、上記回転軸の
回転を開放する第２の位置との間を選択可能なように設
けられ、上記トリガ装置は、上記プランジャの移動終端
を機械的に検出するための検出機構と、予め定められた
位置を超えて上記プランジャが移動した場合に、上記検
出機構により上記ロック装置を第１の位置とするリンク
機構とを備える。
【００１７】この構成により、プランジャの位置の検出
を機械的な構造のみからなる検出機構により実現可能と
しているため、電気的な制御の故障に関わらず、インジ
ェクタヘッドの操作の安全性を図ることができる。
【００１８】また、上記メカニカルロック機構およびイ
ンジェクタヘッドにおいて、さらに好ましい態様とし
て、上記ロック装置は、上記回転軸の周囲に設けられ、
上記回転軸に面する側に上記回転軸の所定回転方向に沿
って徐々に回転軸中心との距離が短くなる摺動面を有す
る溝部を含む固定ロックリングと、上記溝部に配置され
るロックピンと、上記溝部において、上記摺動面の上記
回転軸との距離が最も短くなる面と上記回転軸との間に
上記ロックピンを位置させて楔効果により上記回転軸の
回転を制止する第１の位置と、上記回転軸の回転を開放
する第２の位置との間を移動可能なように上記ロックピ
ンを保持する可動ロックリングとを備える。
【００１９】また、上記検出機構は、上記駆動装置また
は上記モータの回転に従動して回転する従動回転軸と、
上記従動回転軸の回転中心と同一回転中心を有する本体
プレートと、上記本体プレートの周縁部に支持される第
１歯車機構を介在して上記従動回転軸の回転が伝達され
る、上記従動回転軸の回転中心と同一回転中心を有する
第１歯車と、上記従動回転軸の回転中心と同一回転中心
を有するとともに、独自の回転制御機構を有し、上記第
１歯車に対向配置される第２歯車とを含み、上記第１歯
車および上記第２歯車のいずれか一方の歯車の、他方の
歯車に対向する面には、他方の歯車に向けて突出するピ
ンが設けられ、他方の歯車の、一方の歯車に対向する面
には、上記ピンを受入可能に、かつ、ピンの回転軌跡に
沿った、両端部を有するリング状のガイドスリットが設
けられ、上記リンク機構は、上記可動ロックリングに設
けられる係合ピンと、上記ロックピンが第１の位置とな
るように上記可動ロックリングを回転させるように所定
の軸を中心に回動可能に設けられ、一端が上記係合ピン
に係合する作動機構と、一端が上記本体プレートの周縁
部に自在継手により連結され、他端が上記作動機構の他
端に自在継手により連結されるリンクバーとを有する。
【００２０】また、上記作動機構は、上記作動機構の移
動を電気的な信号に変換する電気信号発生装置を有す
る。
【００２１】また、上記トリガ装置は、上記可動軸また
は上記プランジャのストロークを制限する装置を有す
る。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、この発明に基づいた実施の
形態におけるメカニカルロック機構について、この機構
を医療用のインジェクタヘッドに適用した場合について
説明する。まず、図１を参照して、本発明に基づいた実
施の形態におけるインジェクタヘッド１０００の構造に
ついて説明する。
【００２３】なお、図１においては、内部構造を明確に
示すために、主要部品を分解した状態を示すとともに、
これらの主要部品を支持するためのフレームおよびプラ
ンジャの位置制御用のポテンションメータ等の図示は省
略する。また、このインジェクタヘッド１０００には、
内部に造影剤が封入されたシリンジ１が装着されるもの
とする。
【００２４】[インジェクタヘッド１０００の構造]この
実施の形態におけるインジェクタヘッド１０００は、シ
リンジ１内のピストン１ａの移動方向に往復運動可能な
可動軸としてのプランジャ２０と、このプランジャ２０
に往復運動を与えるため、駆動装置としてのプランジャ
モータ２の回転運動を直線運動に変換するためのプラン
ジャ駆動装置５００と、予め定められた位置を超えてプ
ランジャ２０が移動したときに、プランジャモータ２の
回転軸２ａの回転を機械的な動作により制止させるため
の安全手段としての安全装置６００とを備える。
【００２５】[１]プランジャ駆動装置５００ プランジャモータ２の回転軸２ａには、ピニオン４が取
付けられる。ピニオン４は、胴体部４ａとピニオンギア
４ａとを有し、胴体部４ａに回転軸２ａが嵌合する。ま
た、好ましくは、胴体部４ａは、回転軸２ａに対して切
離しが容易で、外部からの衝撃を吸収できるカップリン
グ構造が採用される。
【００２６】プランジャモータ２の回転軸２ａの回転
は、ピニオンギア４ｂ、回転軸１４に取付けられたギア
（大）１４ａ、ギア（小）１４ｂおよび従動回転軸１６
に取付けられたギア１６ａからなる歯車列により、ボー
ルスクリュ１８に伝達される。ボールスクリュ１８に
は、内周面にネジが設けられたプランジャベース２０ａ
が噛合う。以上の構成により、プランジャモータ２の回
転運動がプランジャ２０の直線運動に変換される。
【００２７】[２]安全装置６００ 安全装置６００は、プランジャモータ２の回転軸２ａの
回転を制止可能なように回転軸２ａに設けられるロック
装置１００と、予め定められた位置を超えてプランジャ
２０が移動したときに、ロック手段１００が回転軸２ａ
を制止するようにロック装置１００を機械的に作動させ
るトリガ装置２００とを備える。
【００２８】（１）ロック装置１００の具体的な構成 ロック装置１００の具体的な構成について、図１、図２
および図３を参照して説明する。なお、図２は、ロック
装置１００の構成を説明するための分解図であり、図３
は、ロック装置１００を組立てた状態の、図２中Ｘ−Ｘ
線矢視断面図である。
【００２９】フレーム８０（図２参照）に設けられた回
転軸穴８０ａに、プランジャモータ２の回転軸２ａが挿
入された状態で、ピニオン４の胴体部４ａが回転軸２ａ
に嵌合される。ピニオン４の胴体部４ａの外周面には、
回動可能に可動ロックリング６が配置される。
【００３０】可動ロックリング６の外周面には、固定ロ
ックリング８が配置され、この固定ロックリング８は、
固定ロックリング８に設けられた取付穴８ｄおよびフレ
ーム８０（図２参照）に設けられた取付穴８０ｂを利用
して、取付ボルト１２によりフレーム８０に固定され
る。可動ロックリング６の収容部６ｃ（詳細については
後述）と、固定ロックリング８の凹部８ｂ（詳細につい
ては後述）との間には、ロックピン１０が収容される。
【００３１】可動ロックリング６には、図１中Ｄ１方向
への回転を制限するためのコイルバネ６ｄが設けられて
いる。
【００３２】なお、可動ロックリング６、固定ロックリ
ング８およびロックピン１０は、精度と強度とを満足す
る必要があるため、軸受け等に用いられる材料、たとえ
ば焼き入れした鋼材を用いることが好ましい。
【００３３】可動ロックリング６の詳細な構造につい
て、図４（ａ），（ｂ）を参照して説明する。図４
（ａ）は可動ロックリング６の正面図、図４（ｂ）は可
動ロックリング６の平面図である。可動ロックリング６
は、リング形状の可動リング本体６ａと、可動リング本
体６ａの一方面側に、１８０°対向する位置に設けられ
る係合ピン６ｂと、可動リング本体６ａの他方面側に、
１８０°対向する位置に設けられ、係合ピン６ｂとは９
０°ずれた位置に設けられる収容部６ｃとを有する。こ
の収容部６ｃには、上述したようにロックピン１０が収
容される。
【００３４】固定ロックリング８の詳細な構造につい
て、図５を参照して説明する。図５は固定ロックリング
８の正面図である。固定ロックリング８はリング形状の
固定リング本体８ａと、凹部８ｂと、取付穴８ｄとを有
する。凹部８ｂは、プランジャモータ２の回転軸２ａの
所定回転方向（図中矢印Ａ１方向）に沿って徐々に回転
軸中心Ｃとの距離（図中距離Ｌ１）が短くなる摺動面８
ｃを有する。
【００３５】上記構成よりなるロック装置１００におい
て、図３（ａ）に示す状態は、可動ロックリグン６が、
ピニオン４および回転軸２ａの回転を開放する位置（第
２の位置）を示し、図３（ｂ）に示す状態は、可動ロッ
クリグン６を図中矢印Ｄ１方向に回転させることによ
り、摺動面８ｃと回転軸２ａを含むピニオン４との距離
が最も短くなる面と、ピニオン４との間にロックピン１
０を位置させて楔効果により回転軸２ａを含むピニオン
４の回転を固定する位置（第１の位置）を示している。
このように、可動ロックリグン６を係合ピン６ｂを用い
て回転させることにより、可動ロックリグン６の第１の
位置と第２の位置とが選択可能に構成されている。
【００３６】（２）トリガ装置２００の具体的な構成 トリガ装置２００の具体的な構成について、図１を参照
して説明する。トリガ装置２００は、プランジャ２０の
移動終端を機械的に検出するための検出機構２１０と、
予め定められた位置を超えてプランジャ２０が移動した
場合に、検出機構２１０により上記ロック装置１００を
第１の位置とするリンク機構２２０とを含む。
【００３７】（ｉ）検出機構２１０の具体的な構成 検出機構２１０の具体的な構成について、図１を参照し
て説明する。なお、後述するストッププレート２６とプ
ランジャプレート２８との位置制御用のポテンションメ
ータ等の図示は省略する。プランジャモータ２の回転に
従動する従動回転軸１６が設けられる。
【００３８】この従動回転軸１６の回転中心と同一回転
中心を有する第１本体プレート２２および第２本体プレ
ート２４が、所定の間隔を隔てて配置される。第１本体
プレート２２および第２本体プレート２４は一体として
回転可能なように、第１本体プレート２２に設けられる
取付けボス２４ｂおよび第２本体プレート２４に設けら
れる取付け穴２４ｂを利用して、取付けボルト３０によ
り第１本体プレート２２に第２本体プレート２４が取付
けられる。また、第１本体プレート２２には軸穴２２
ａ、第２本体プレート２４には軸穴２４ａが設けられ、
この軸穴２２ａおよび軸穴２４ａを、従動回転軸１６が
回転可能に貫通する。
【００３９】第１本体プレート２２および第２本体プレ
ート２４の間には、従動回転軸１６の回転中心と同一回
転中心を有する第１歯車としてのプランジャプレート２
８と第２歯車としてのストッププレート２６とが配置さ
れる。プランジャプレート２８には軸穴２８ａ、ストッ
ププレート２６には軸穴２６ａが設けられ、この軸穴２
８ａおよび軸穴２６ａを、従動回転軸１６が回転可能に
貫通する。
【００４０】プランジャプレート２８の周囲には、ギア
２８ｂが設けられており、従動回転軸１６の回転は、ピ
ニオン３２および衛星歯車３４からなる第１歯車機構を
介在してプランジャプレート２８に伝達される。衛星歯
車３４は、ピニオン３２と噛合うギア３４ａ、ギア２８
ｂと噛合うギア３４ｂ、およびギア３４ａ、ギア３４ｂ
を支持する回転軸３４ｃを有する。衛星歯車３４は、回
転軸３４ｃを中心に回転可能に、第１本体プレート２２
および第２本体プレート２４の周縁部設けられた軸穴２
４ｃに支持される。
【００４１】プランジャプレート２８のストッププレー
ト２６に対向する面には、第２歯車２６に向けて突出す
るプランジャピン２８ｃが設けられる。ストッププレー
ト２６のプランジャプレート２８に対向する面には、プ
ランジャピン２８ｃを受入可能に、かつ、第１端部２６
ｄおよび第２端部２６ｅを有しプランジャピン２８ｃの
回転軌跡に沿ったリング状のガイドスリット２６ｃが設
けられる。
【００４２】ストッププレート２６の周囲には、ギア２
６ｃが設けられており、ストッププレート２６の回転制
御機構として、メカニカルモータ３６、およびこのメカ
ニカルモータ３６の回転軸３６ａに取付けられギア２６
ｃに噛合う制御ギア３８を有する。ここで、メカニカル
モータ３６には、ストッププレート２６の回転を阻止す
る役割を兼用させるため、ギアードモータを用いるのが
好ましい。
【００４３】また、上記プランジャプレート２８にプラ
ンジャピン２８ｃを設け、ストッププレート２６にガイ
ドスリット２６ｃを設けるようにしたが、プランジャプ
レート２８にガイドスリット２６ｃを設け、ストッププ
レート２６にプランジャピン２８ｃを設けるようにする
ことも可能である。また、ガイドスリット２６ｃをプラ
ンジャピン２８ｃに置換えることも可能である。
【００４４】（ii）リンク機構２２０の具体的な構成 リンク機構２２０の具体的な構成について、図１、およ
び図６を参照して説明する。なお、図６は作動機構（後
述）の構造を示す斜視図である。上記可動ロックリング
６に設けられるた係合ピン６ｂに係合する、キックプレ
ート４２と、一端においてこのキックプレート４２をビ
ス５０を用いて支持するリンクピン４０とが、軸Ｘ１
（図１参照）を中心として回動可能にフレーム８０に取
付けられている。
【００４５】リンクピン４０の他端には、自在継手４８
によりリンクバー４４の他端が連結されている。図６中
に示すように、リンクバー４４がＡ１方向に移動した場
合、リンクピン４０は軸Ｘ１を中心としてＢ１方向に回
動するとともに、キックプレート４２は軸Ｘ１を中心と
してＣ１方向に回動する。また、リンクバー４４がＡ２
方向に移動した場合、リンクピン４０は軸Ｘ１を中心と
してＢ２方向に回動するとともに、キックプレート４２
は軸Ｘ１を中心としてＣ２方向に回動する。
【００４６】一方、リンクバー４４の一端は、自在継手
４６により第１本体プレート２２の周縁部に取付けられ
ている。なお、リンクバー４４の連結に自在継手４６，
４８を採用したのは、第１本体プレート２２は回転する
ため、第１本体プレート２２の動きを正確にリンク機構
２２０に伝達する必要から、遊びの少ない継手が要求さ
れるからである。
【００４７】上記構成からなるリンク機構２２０におい
ては、図１を参照して、第１本体プレート２２によりリ
ンクバー４４がＡ１方向に引上げられると、キックプレ
ート４２は軸Ｘ１を中心としてＣ１方向に回動する。こ
れにより、可動ロックリング６がＤ１方向に回転し、ロ
ックピン１０が第１の位置となる。
【００４８】ここで本実施の形態においては、リンク機
構２２０の動作を電気的信号として取出すための電気信
号変換機構７００が採用されている。以下、この電気信
号変換機構７００について図１および図７を参照して説
明する。なお、図７は電気信号変換機構７００の概略構
成を示す正面図である。
【００４９】リンクピン４０を上下から挟み込むように
スイッチプレート５２，５４が設けられている。スイッ
チプレート５２，５４の一端には、ビス６６，６８を用
いてコイルバネ７０が取付けられている。スイッチプレ
ート５２，５４の他端は、それぞれビス５６，５８を用
いて、フレーム（図示省略）に対してビス５６，５８を
中心として取付けられている。したがって、スイッチプ
レート５２は図中Ｅ１方向に回動可能であり、スイッチ
プレート５４は図中Ｅ２方向に回動可能である。
【００５０】スイッチプレート５２，５４のそれぞれに
は、通常状態において、マイクロスイッチ６０，６２が
リンクピン４０に当接した状態で取付けられている。マ
イクロスイッチ６０，６２には、リンクピン４０に当接
した状態でＯＮ信号を生じさせるもの、または、リンク
ピン４０から離れた状態でＯＮ信号を生じさせるものの
いずれのタイプのマイクロスイッチを用いても構わな
い。
【００５１】また、キックプレート４２を直接可動ロッ
クリング６に連結するのではなく、可動ロックリング６
設けられるた係合ピン６ｂに係合する構成としたのは、
可動ロックリング６に大きな力が加わった場合に、キッ
クプレート４２へ衝撃が加わるのを避けるためである。
【００５２】[インジェクタヘッド１０００の動作]以
下、上記構成よりなるインジェクタヘッド１０００の動
作について、図８〜図１６を参照して説明する。なお、
図８、図１０、図１１、図１２、図１４は、図１中Ｖ線
矢視に対応する検出機構２１０を模式的に示した図であ
る。なお、説明の便宜上プランジャプレート２８は２点
鎖線で示し、第２本体プレート２４の図示は省略してい
る。
【００５３】また、図９は図８の状態におけるプランジ
ャ２０の位置を説明するための模式図であり、図１３は
図１２の状態におけるプランジャ２０の位置を説明する
ための模式図である。また、図１５（ａ），（ｂ）は図
１４の状態におけるリンク機構２２０の動作を説明する
ための模式図であり、図１６は図１４の状態における電
気信号変換機構７００の状態を示す図である。
【００５４】まず、図８および図９にプランジャ２０の
初期状態位置を示す。この初期状態位置においては、プ
ランジャ２０は最もギア１６ａ寄りの位置にあり、プラ
ンジャプレート２８に設けられるプランジャピン２８ｃ
の位置に、ストッププレート２６に設けられたガイドス
リット２６ｃの一端２６ｄが位置している。
【００５５】次に、図１０を参照して、プランジャ２０
の移動量を決定する。プランジャ２０の移動による造影
剤の注入量と、ガイドスリット２６ｃの円弧長さとの間
には比例関係にある。ここで、プランジャ２０の移動移
動による造影剤の注入量に対応する円弧長さとしてＬ１
（ｍｍ）を選択した場合、メカニカルモータ３６および
制御ギア３８をＳ１方向に回転させ、ストッププレート
２６をＳ２方向に回転させて、ガイドスリット２６ｃの
他端２６ｅとプランジャピン２８ｃとの円弧距離がＬ１
＋α（ｍｍ）となるように設定する。ここで、α（ｍ
ｍ）は、造影剤の注入量がオーバーしても良い許容量に
対応する円弧長さを示し、許容量としては１〜２（ｍ
ｌ）となるように、α（ｍｍ）の値を設定する。
【００５６】次に、図１１を参照して、メカニカルモー
タ３６を停止させてストッププレート２６を固定した状
態で、プランジャモータ２をＳ４方向に回転させてピニ
オン３２をＳ４方向に回転させる。これにより、衛星歯
車３４がＳ５方向に回転しプランジャプレート２８がＳ
６方向に回転することにより、プランジャピン２８ｃが
ガイドスリット２６ｃの他端２６ｅに向かって移動す
る。
【００５７】次に、図１２を参照して、プランジャピン
２８ｃがガイドスリット２６ｃの他端２６ｅに当接した
状態で、図１３に示すように、プランジャ２０がＬ１前
進する。プランジャモータ２の回転により、さらに、プ
ランジャピン２８ｃが移動しようとするが、プランジャ
ピン２８ｃがガイドスリット２６ｃの他端２６ｅに当接
しているために移動することができない。そこで、図１
４を参照して、プランジャピン２８ｃが移動できないた
めに、プランジャプレート２８の回転が停止する。
【００５８】これにより、プランジャモータ２の回転力
は、プランジャプレート２８に設けられたギア２８ｂに
沿って衛星歯車３４をＳ７方向に回動させる力に変換さ
れる。衛星歯車３４は、第1本体プレート２２および第
２本体プレート２４に支持されているため、第1本体プ
レート２２および第２本体プレート２４も衛星歯車３４
とともにＳ７方向に回動する。その結果、第1本体プレ
ート２２に連結されたリンクバー４４は、Ａ１方向に引
上げられることになる。
【００５９】リンクバー４４がＡ１方向に引上げられた
場合、図１５（ａ）および（ｂ）に示すように、リンク
ピン４０が軸Ｘ１を中心にＢ１方向に回動し、リンクバ
ー４４がＣ１方向に回動する。これにより、係合ピン６
ｂがＤ１方向に回動し、可動ロックリング６の保持され
たロックピン１０が、図３（ｂ）に示す第１の位置とな
り、回転軸２ａおよびピニオン４を楔効果により、機械
的に制止させる。これにより本実施の形態における安全
装置６００が作動したことになる。
【００６０】なお、本来であれば、予め設定された注入
量で自動的にプランジャ２０は停止するように制御され
るが、停止しない場合には、上述した電気信号変換機構
７００によりプランジャモータ２の回転を制止させる制
御をおこなう。
【００６１】具体的には、プランジャ２０が停止せずに
進行した場合、図１６に示すように、リンクバー４４が
Ａ１方向に引上げられ、リンクピン４０によりスイッチ
プレート５２が持ち上げられる。その結果、マイクロス
イッチ６０がＯＦＦ状態となり、所定の電気信号に変換
され、プランジャモータ２の回転を制止させる制御をお
こなう。したがって、安全装置６００は、電気的な制御
が故障した場合のバックアップとして用いられる。
【００６２】このように、本実施の形態におけるインジ
ェクタヘッド１０００においては、プランジャモータ２
の回転軸２ａに生じるトルクは、プランジャ２０に生じ
るトルクよりも小さいため、プランジャモータ２の回転
軸２ａの回転を機械的な動作により制止することによ
り、小さな力でプランジャ２０の移動を停止させること
が可能になる。したがって、安全装置６００を構成する
部品に加わる応力も小さくなり、これら部品の小型化、
それに伴なうインジェクタヘッド１０００の小型化を図
ることが可能になる。
【００６３】また、上述したように、プランジャ２０の
移動量の調節およびプランジャ２０の位置の検出を機械
的な構造のみからなる検出機構２１０により実現可能と
しているため、電気的な制御の故障に関わらず、インジ
ェクタヘッド１０００の操作の安全性を図ることができ
る。
【００６４】また、上記インジェクタヘッド１０００に
おいてギアを多く含むトリガ装置２００は、ギアボック
スとしてユニット化することで、従来のインジェクタヘ
ッドよりもメンテナンスを容易におこなうことが可能に
なる。
【００６５】また、第１本体プレート２２およびプラン
ジャプレート２８を透明部材から構成することにより、
第１本体プレート２２側から、プランジャピン２８ｃと
ガイドスリット２６ｃとの位置を、目視により容易に確
認することが可能になる。
【００６６】なお、上記実施の形態においては、医療用
に用いられるインジェクタヘッドに適用した場合につい
て説明したが、装置のオーバーランを防止する目的に関
わる装置に適用した場合に、本願発明の作用効果が発揮
される。また、医療用の機器に限らず、遊園地等の乗物
等、特に人命に影響を及ぼす装置の安全装置として適用
することが可能である。
【００６７】以上、今回開示した実施の形態における、
ロック装置１００、トリガ装置２００、検出装置３０
０、リンク機構４００、プランジャ駆動機構５００、安
全装置６００その他の構成はすべての点で例示であって
上述した実施の形態に限定されるものではない。本発明
の技術的範囲は上記した実施の形態によって画定される
ものではなく、上記特許請求の範囲によって画定され、
また特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべ
ての変更が含まれることが意図される。
【００６８】
【発明の効果】この発明に基づいたメカニカルストップ
機構およびインジェクタヘッドによれば、駆動装置また
はモータの回転軸に生じるトルクは、可動軸またはプラ
ンジャに生じるトルクよりも遥かに小さいため、駆動装
置またはモータの回転軸の回転を機械的な動作により制
止することで、小さな力で可動軸またはプランジャの移
動を停止させることが可能になる。
【００６９】したがって、安全装置を構成する部品に加
わる応力も小さくなり、これら部品の小型化、それに伴
なうメカニカルストップ機構およびインジェクタヘッド
の小型化を図ることが可能になる。また、可動軸または
プランジャの位置の検出を機械的な構造のみからなる検
出機構により実現可能としているため、電気的な制御の
故障に関わらず、メカニカルストップ機構およびインジ
ェクタヘッドの操作の安全性を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に基づいた実施の形態におけるインジ
ェクタヘッドの内部構造を明確に示すために、主要部品
を分解した状態を示す分解図である。
【図２】この発明に基づいた実施の形態１におけるロッ
ク装置１００の構成を説明するための分解図である。
【図３】この発明に基づいた実施の形態１におけるロッ
ク装置１００を組立てた状態の、図２中Ｘ−Ｘ線矢視断
面図である。
【図４】この発明に基づいた実施の形態におけるインジ
ェクタヘッドの可動ロックリング６の図であり、（ａ）
は正面図であり、（ｂ）は平面図である。
【図５】この発明に基づいた実施の形態におけるインジ
ェクタヘッドの固定ロックリング８の正面図である。
【図６】この発明に基づいた実施の形態におけるインジ
ェクタヘッドの作動機構の構造を示す斜視図である。
【図７】この発明に基づいた実施の形態におけるインジ
ェクタヘッドの電気信号変換機構７００の概略構成を示
す正面図である。
【図８】図１中Ｖ線矢視に対応する検出機構２１０の動
作を模式的に示した第１の図である。
【図９】図８の状態におけるプランジャ２０の位置を説
明するための模式図である。
【図１０】図１中Ｖ線矢視に対応する検出機構２１０の
動作を模式的に示した第２の図である。
【図１１】図１中Ｖ線矢視に対応する検出機構２１０の
動作を模式的に示した第３の図である。
【図１２】図１中Ｖ線矢視に対応する検出機構２１０の
動作を模式的に示した第４の図である。
【図１３】図１２の状態におけるプランジャ２０の位置
を説明するための模式図である。
【図１４】図１中Ｖ線矢視に対応する検出機構２１０の
動作を模式的に示した第５の図である。
【図１５】（ａ）および（ｂ）は図１４の状態における
リンク機構２２０の動作を説明するための模式図であ
る。
【図１６】電気信号変換機構７００の動作を示す模式図
である。
【符号の説明】
２：プランジャモータ ２ａ：回転軸 ４：ピニオン ４ａ：胴体部 ４ｂ：ピニオンギア ６：可動ロックリグン ６ａ：可動リング本体 ６ｂ：係合ピン ６ｃ：収容部 ６ｄ：コイルバネ ８：固定ロックリング ８ａ：固定リング本体 ８ｂ：凹部 ８ｃ：摺動面 ８ｄ：取付け穴 １０：ロックピン １２：取付ボルト １４：回転軸 １４ａ：ギア（大） １４ｂ：ギア（小） １６：回転軸 １６ａ：ギア １８：ボールスクリュ ２０：プランジャ ２０ａ：プランジャベース ２２：第1本体プレート ２２ａ：軸穴 ２２ｂ：取付ボス ２４：第２本体プレート ２４ａ：軸穴 ２４ｂ：取付穴 ２４ｃ：軸穴 ２６：ストッププレート ２６ａ：軸穴 ２６ｂ：ギア ２６ｃ：ガイドスリット ２６ｄ：ガイドスリットの一端 ２６ｅ：ガイドスリットの他端 ２８：プランジャプレート ２８ａ：軸穴 ２８ｂ：ギア ２８ｃ：プランジャピン ３０：取付ボルト ３２：ピニオン ３４：衛星歯車 ３４ａ：ギア ３４ｂ：ギア ３４ｃ：軸 ３６：メカニカルモータ ３６ａ：回転軸 ３８：制御ギア ４０：リンクピン ４２：キックプレート ４４：リンクバー ４６，４８：ユニバーサルジョイント ５０：ビス ５２：スイッチプレート ５４：スイッチプレート ５６：ビス ５８：ビス ６０：マイクロスイッチ ６２：マイクロスイッチ ６４：スイッチピン ６６：取付穴 ６８：取付穴 ７０：コイルバネ １００：ロック装置 ２００：トリガ装置 ２１０：検出装置 ２２０：リンク機構 ５００：プランジャ駆動装置 ６００：安全装置 ７００：電気信号変換機構

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 往復運動が可能な可動軸を停止させるた
    めのメカニカルロック機構であって、 前記可動軸に往復運動を与えるため、駆動装置の回転運
    動を所定方向の運動に変換するための可動軸駆動手段
    と、 予め定められた位置を超えて前記可動軸が移動したとき
    に、前記駆動装置の回転軸の回転を機械的な動作により
    制止させるための安全手段と、を備えるメカニカルロッ
    ク機構。
  2. 【請求項２】 前記安全手段は、 前記駆動装置の回転軸の回転を制止可能なように前記回
    転軸の近傍に設けられるロック手段と、 予め定められた位置を超えて前記可動軸が移動したとき
    に、前記ロック手段が前記回転軸を制止するように前記
    ロック手段を機械的に作動させるトリガ手段と、を備え
    る、請求項１に記載のメカニカルロック機構。
  3. 【請求項３】 前記ロック手段は、 前記回転軸の回転を固定する第１の位置と、前記回転軸
    の回転を開放する第２の位置との間を選択可能なように
    設けられ、 前記トリガ手段は、 前記可動軸の移動終端を機械的に検出するための検出機
    構と、 予め定められた位置を超えて前記可動軸が移動した場合
    に、前記検出機構により前記ロック手段を第１の位置と
    するリンク機構とを備える、請求項２に記載のメカニカ
    ルロック機構。
  4. 【請求項４】 前記ロック手段は、 前記回転軸の周囲に設けられ、前記回転軸に面する側に
    前記回転軸の所定回転方向に沿って徐々に前記回転軸中
    心との距離が短くなる摺動面を有する凹部を含む固定ロ
    ックリングと、 前記溝部に配置されるロックピンと、 前記溝部において、前記摺動面の前記回転軸との距離が
    最も短くなる面と前記回転軸との間に前記ロックピンを
    位置させて楔効果により前記回転軸の回転を制止する第
    １の位置と、前記回転軸の回転を開放する第２の位置と
    の間を移動可能なように前記ロックピンを保持する可動
    ロックリングとを備える、請求項３に記載のメカニカル
    ロック機構。
  5. 【請求項５】 前記検出機構は、 前記駆動装置の回転に従動して回転する従動回転軸と、 前記従動回転軸の回転中心と同一回転中心を有する本体
    プレートと、 前記本体プレートの周縁部に支持される第１歯車機構を
    介在して前記従動回転軸の回転が伝達される、前記従動
    回転軸の回転中心と同一回転中心を有する第１歯車と、 前記従動回転軸の回転中心と同一回転中心を有するとと
    もに、独自の回転制御機構を有し、前記第１歯車に対向
    配置される第２歯車とを含み、前記第１歯車および前記
    第２歯車のいずれか一方の歯車の、他方の歯車に対向す
    る面には、他方の歯車に向けて突出するピンが設けら
    れ、他方の歯車の、一方の歯車に対向する面には、前記
    ピンを受入可能に、かつ、ピンの回転軌跡に沿った、両
    端部を有するリング状のガイドスリットが設けられ、 前記リンク機構は、 前記可動ロックリングに設けられる係合ピンと、 前記ロックピンが第１の位置となるように前記可動ロッ
    クリングを回転させるように所定の軸を中心に回動可能
    に設けられ、一端が前記係合ピンに係合する作動機構
    と、一端が前記本体プレートの周縁部に自在継手により
    連結され、他端が前記作動機構の他端に自在継手により
    連結されるリンクバーと、を有する、請求項３に記載の
    メカニカルロック機構。
  6. 【請求項６】 前記作動機構は、前記作動機構の移動を
    電気的な信号に変換する電気信号発生手段を有する、請
    求項５に記載のメカニカルロック機構。
  7. 【請求項７】 前記検出機構は、前記可動軸のストロー
    クを制限する手段を有する、請求項３に記載のメカニカ
    ルロック機構。
  8. 【請求項８】 内部に造影剤を封入するシリンジが装着
    されるインジェクタヘッドであって、 前記シリンジ内のピストンの移動方向に往復運動可能な
    プランジャと、 前記プランジャに往復運動を与えるため、モータの回転
    運動を直線運動に変換するためのプランジャ駆動手段
    と、 予め定められた位置を超えて前記プランジャが移動した
    ときに、前記モータの回転軸の回転を機械的な動作によ
    り制止させるための安全手段と、を備えるインジェクタ
    ヘッド。
  9. 【請求項９】 前記安全手段は、 前記モータの回転軸の回転を制止可能なように前記回転
    軸の近傍に設けられるロック手段と、 予め定められた位置を超えて前記プランジャが移動した
    ときに、前記ロック手段が前記回転軸を制止するように
    前記ロック手段を機械的に作動させるトリガ手段と、を
    備える、請求項８に記載のインジェクタヘッド。
  10. 【請求項１０】 前記ロック手段は、 前記回転軸の回転を固定する第１の位置と、前記回転軸
    の回転を開放する第２の位置との間を選択可能なように
    設けられ、 前記トリガ手段は、 前記プランジャの移動終端を機械的に検出するための検
    出機構と、 予め定められた位置を超えて前記プランジャが移動した
    場合に、前記検出機構により前記ロック手段を第１の位
    置とするリンク機構とを備える、請求項９に記載のイン
    ジェクタヘッド。
  11. 【請求項１１】 前記ロック手段は、 前記回転軸の周囲に設けられ、前記回転軸に面する側に
    前記回転軸の所定回転方向に沿って徐々に前記回転軸中
    心との距離が短くなる摺動面を有する凹部を含む固定ロ
    ックリングと、 前記溝部に配置されるロックピンと、 前記溝部において、前記摺動面の前記回転軸との距離が
    最も短くなる面と前記回転軸との間に前記ロックピンを
    位置させて楔効果により前記回転軸の回転を制止する第
    １の位置と、前記回転軸の回転を開放する第２の位置と
    の間を移動可能なように前記ロックピンを保持する可動
    ロックリングとを備える、請求項１０に記載のインジェ
    クタヘッド。
  12. 【請求項１２】 前記検出機構は、 前記モータの回転に従動して回転する従動回転軸と、 前記従動回転軸の回転中心と同一回転中心を有する本体
    プレートと、 前記本体プレートの周縁部に支持される第１歯車機構を
    介在して前記従動回転軸の回転が伝達される、前記従動
    回転軸の回転中心と同一回転中心を有する第１歯車と、 前記従動回転軸の回転中心と同一回転中心を有するとと
    もに、独自の回転制御機構を有し、前記第１歯車に対向
    配置される第２歯車とを含み、 前記第１歯車および前記第２歯車のいずれか一方の歯車
    の、他方の歯車に対向する面には、他方の歯車に向けて
    突出するピンが設けられ、他方の歯車の、一方の歯車に
    対向する面には、前記ピンを受入可能に、かつ、ピンの
    回転軌跡に沿った、両端部を有するリング状のガイドス
    リットが設けられ、 前記リンク機構は、 前記可動ロックリングに設けられる係合ピンと、前記ロ
    ックピンが第１の位置となるように前記可動ロックリン
    グを回転させるように所定の軸を中心に回動可能に設け
    られ、一端が前記係合ピンに係合する作動機構と、 一端が前記本体プレートの周縁部に自在継手により連結
    され、他端が前記作動機構の他端に自在継手により連結
    されるリンクバーと、を有する、請求項１０に記載のイ
    ンジェクタヘッド。
  13. 【請求項１３】 前記作動機構は、前記作動機構の移動
    を電気的な信号に変換する電気信号発生手段を有する、
    請求項１２に記載のインジェクタヘッド。
  14. 【請求項１４】 前記検出機構は、前記プランジャのス
    トロークを制限する手段を有する、請求項１０に記載の
    インジェクタヘッド。
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