JP2004130005A - 歯科治療麻酔薬用電動注射器 - Google Patents
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Abstract
【課題】全体的な操作性を向上させて、歯科医師および患者にとって信頼性が高い歯科治療麻酔薬用電動注射器を提供する。
【解決手段】麻酔薬が封入されたカートリッジ５００のゴム栓５０１を、押し子２１が押圧移動させて歯科用注射針４００へ麻酔薬を流入させ、針先から麻酔薬を吐出させる歯科治療麻酔薬用電動注射器において、注入当初は注入速度を増加させ、所定期間経過後は一定の注入速度となるような歯科治療麻酔薬用電動注射器とした。
【選択図】 図３
【解決手段】麻酔薬が封入されたカートリッジ５００のゴム栓５０１を、押し子２１が押圧移動させて歯科用注射針４００へ麻酔薬を流入させ、針先から麻酔薬を吐出させる歯科治療麻酔薬用電動注射器において、注入当初は注入速度を増加させ、所定期間経過後は一定の注入速度となるような歯科治療麻酔薬用電動注射器とした。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯科治療で麻酔薬を注射する際に使用する歯科治療麻酔薬用電動注射器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
歯科治療で麻酔薬を注射する道具として一般的に使用されているものとして手操作式の注射器があるが、麻酔薬の注射針は極細のものを使用するため、注入する際の押圧が大きく、一定の注入速度を維持するのは大きな労力が必要であった。このため歯科治療負担の軽減を図る歯科治療麻酔薬用電動注射器（以下、従来の技術の説明では単に電動注射器と略記する）が普及しつつある。
【０００３】
このような電動注射器の従来技術としては、例えば「歯科用の電動注射器」（特許文献１参照）、「歯科用電動注射装置」（特許文献２参照）または「歯科用カートリッジ式注射装置における受け筒の取付装置」（特許文献３参照）などが知られている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−２１３６１０号公報
【特許文献２】
特開２００１−７０４４４号公報
【特許文献３】
特開２００２−１９１６９４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
これら特許文献１〜３に記載された発明である電動注射器は、麻酔薬の注入速度については考慮されておらず、速度制御を行わずに一定量出力するものであった。このような電動注射器から歯肉に麻酔薬が注入開始された場合、刺入直後に多量の麻酔薬が注入されてしまい、針先部の組織に過度の圧力がかかるため、患者は痛みを感じるという問題点があった。
また、電動注射器から麻酔薬を注入開始するため操作ボタンを指で押下する必要があるが、操作時に電動注射器に振動が伝わって注射針も移動し、患者は痛みを感じるという問題点があった。
また、この操作ボタンについては誤動作を抑制するような配慮が求められていた。
【０００６】
さらに、麻酔薬は、現状、１．０ｍｌ用のカートリッジ、１．８ｍｌ用のカートリッジという二種類のカートリッジが存在するが、従来の電動注射器ではカートリッジを保持するカートリッジホルダを交換することで対処していた。
しかしながら、複数種類のカートリッジホルダを交換しながら使用することは、管理の複雑化に繋がるため好ましいことではなく、カートリッジホルダを共通化したいという要請があった。
また、このようなカートリッジホルダを簡単に取り付けられる機構が必要とされていた。
【０００７】
本発明は上記したような問題点を解決するためになされたものであり、その第一の目的は、患者が痛みを感じないような操作性の向上、および、患者が受ける痛みを和らげるような配慮、が共に実現されるような電動注射器を提供することにある。
【０００８】
また、第二の目的は、薬物注入という慎重を要求される動作であるため、操作する歯科医師の意にそぐわないような動作を確実に回避したいという要請があった。このため、誤作動を防止するような電動注射器を提供することにある。
【０００９】
さらにまた、第三の目的として、１．０ｍｌ用カートリッジまたは１．８ｍｌ用カートリッジを、カートリッジホルダを交換することなく共用でき、セット位置では麻酔薬のゴム栓に押し子用ラックが一定圧で接触しているような電動注射器を提供することにある。
【００１０】
さらにまた、第四の目的として、１．０ｍｌ用カートリッジまたは１．８ｍｌ用カートリッジを共用できるようにするための接合機構が必要であった。カートリッジホルダのみで強固に接合できる簡素な機構であるカートリッジホルダ接合部を含む電動注射器を提供することにある。
【００１１】
総じて、全体的な操作性を向上させて、歯科医師および患者にとって信頼性が高い歯科治療麻酔薬用電動注射器を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る発明の歯科治療麻酔薬用電動注射器は、
麻酔薬が封入されたカートリッジのゴム栓を押圧移動させて歯科用注射針へ麻酔薬を流入させ、針先から麻酔薬を吐出させる歯科治療麻酔薬用電動注射器において、
カートリッジのゴム栓を押圧移動させる押し子と、
押し子に駆動力を伝達する伝達機構部と、
伝達機構部に駆動力を付与する駆動モータと、
駆動モータを制御する制御部と、
を備え、
制御部は、注入当初は注入速度を増加させ、所定期間経過後は一定の注入速度となるように、駆動モータを駆動して押し子の移動量を制御することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項２に係る発明の歯科治療麻酔薬用電動注射器は、
請求項１記載の歯科治療麻酔薬用電動注射器において、
ブザー音および／またはメロディ音楽を出力する再生部を備え、
前記制御部は、麻酔薬の吐出（注射）動作中にブザー音および／またはメロディ音楽を出力するように再生部を制御し、
歯科治療麻酔薬用電動注射器が動作中であることを認知させるとともに患者に安心感を抱かせることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項３に係る発明の歯科治療麻酔薬用電動注射器は、
請求項１または請求項２記載の歯科治療麻酔薬用電動注射器において、
注入動作開始の操作を、窓穴部を覆うことで行う光反射式センサの操作部を備え、
操作入力時における歯科治療麻酔薬用電動注射器の不要な移動を防止し、痛みの原因となる針先の移動を減少させることを特徴とする。
【００１５】
これら請求項１〜３に係る発明では、歯科治療を受ける患者の痛みを和らげるような配慮がなされたものであり、第一の目的を達成する。
【００１６】
また、本発明の請求項４に係る発明の歯科治療麻酔薬用電動注射器は、
請求項３記載の歯科治療麻酔薬用電動注射器において、
前記操作部は、
歯科治療麻酔薬用電動注射器を把持する手で窓穴部を覆って操作入力する光反射式センサの第１操作部と、
指で窓穴部を覆って操作入力する光反射式センサの第２操作部と、
を備えるものとし、
第１操作部および第２操作部を共に操作する場合のみ注入動作を行うようにして誤動作を防止することを特徴とする。
【００１７】
これら請求項４に係る発明では、反射式光センサという指で遮蔽を行うだけで簡単に操作入力がなされるため、操作部を二個所として操作入力が単純でないようにし、治療を行う歯科医師による治療ミスを防止するような配慮がなされたものであり、第二の目的を達成する。
【００１８】
また、本発明の請求項５に係る発明の歯科治療麻酔薬用電動注射器は、
請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の歯科治療麻酔薬用電動注射器において、
前記伝達機構部は、
カバーケースに設けられるロック解除ボタンと、
ロック解除ボタンが押下されたときに伝達機構部による伝達を解放するクラッチ機構部と、
を備え、
ロック解除ボタンを押下してクラッチ機構部により伝達機構部の伝達を切断した状態で押し子を押圧して移動できようにし、ロック解除ボタンを解放してクラッチ機構部により伝達機構部の伝達を繋げることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項６に係る発明の歯科治療麻酔薬用電動注射器は、
請求項５記載の歯科治療麻酔薬用電動注射器において、
麻酔薬１．０ｍｌおよび麻酔薬１．８ｍｌという長さが異なる２種類のカートリッジを共に保持する１つのカートリッジホルダとし、
カートリッジホルダを歯科治療麻酔薬用電動注射器にセットするとき、ロック解除ボタンを押下してクラッチ機構部により伝達機構部の伝達を切断した状態とし、カートリッジのゴム栓に接触した状態で押し子を移動しつつカートリッジホルダが取り付けられ、ばね力により押し子がゴム栓に一定圧力で接触した状態のスタート位置となることを特徴とする。
【００２０】
これら請求項５，６に係る発明では、クラッチ機構部により押し子を移動できるようにし、長さが異なるカートリッジであっても、注入開始時の押し子が最適位置にあってゴム栓を一定圧力で押圧しつつ接触するようにしたものであり、第三の目的を達成する。
【００２１】
また、本発明の請求項７に係る発明の歯科治療麻酔薬用電動注射器は、
請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の歯科治療麻酔薬用電動注射器において、
溝付き外周面を有するカートリッジホルダが接合されるカートリッジホルダ接合部は、
回転体形状の筒体を含む連結リングと、
連結リングの筒内に配置されるボールプッシャ付勢ばねと、
連結リングの筒内にあって、ボールプッシャ付勢ばねによりカートリッジホルダの挿入方向と反対方向に付勢され、多段状外周面を有する円筒体であるボールプッシャと、
連結リングの筒外に配置される着脱リング付勢ばねと、
連結リングの筒外にあって、着脱リング付勢ばねによりカートリッジホルダの挿入方向と反対方向に付勢され、溝付き内周面を有する円筒体である着脱リングと、
ボールプッシャの多段状外周面と着脱リングの溝付き内周面との間を移動するように、連結リングに配置される第１ボールと、
接合されたカートリッジホルダの溝付き外周面と着脱リングの溝付き内周面との間を移動するように、連結リングに配置される第２ボールと、
を備え、
カートリッジホルダが挿入されたときに、カートリッジホルダがボールプッシャを押圧してカートリッジホルダとボールプッシャとが連動して移動することにより、第１ボールをボールプッシャ側に、および、第２ボールをカートリッジホルダ側に移動させるとともに、第１ボールによる移動拘束から解放された着脱リングがカートリッジ挿入方向と反対方向に移動して第１ボールおよび第２ボールを押圧することで、カートリッジホルダを接合することを特徴とする。
【００２２】
これら請求項７に係る発明では、長さが異なるカートリッジであっても、カートリッジホルダにのみ依拠して強固かつ自動的に接合するようにしたものであり、第四の目的を達成する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
続いて、本発明の歯科治療麻酔薬用電動注射器（以下、発明の実施形態の説明中で単に電動注射器と略記する）に係る実施形態について、図を参照しつつ、説明する。図１，図２は電動注射器の外観を説明する外観図、図３は電動注射器の内部を説明する内部機構図、図４はクラッチ機構部を説明する内部機構図、図５はカートリッジホルダ接合部を説明する内部機構図、図６，図７は、カートリッジホルダ接合部の動作を説明する動作説明図、図８は注入速度制御を説明する説明図である。なお、図２を正面とすると、図１は右側面図という関係にある。
【００２４】
電動注射器は、本体部１００（図１，図２参照）、カートリッジホルダ接合部２００（図１，図３参照）、カートリッジホルダ３００（図１，図３参照）、歯科用注射針４００（図１，図３参照）、カートリッジ５００（図３参照）、を備えている。
【００２５】
本体部１００は、図２で示すように左右からカバーケース１，２を組み合わせ、さらに天板３を配置して形成される。このような本体１００には、図１で示すようにロック解除ボタン４、動作確認ランプ５が設けられ、また図２で示すように、第１操作部の具体例であるセーフティセンサ６、第２操作部の具体例であるスタート／ストップセンサ７が設けられている。
【００２６】
図３で示すように、制御部の具体例である制御基板８の上側に、表示と操作記号を印刷した表示パネルを表側に貼り付けてなる操作表示部９が設けられており、操作表示部９の表示パネルには、バッテリー残量表示部、速度設定表示部、電源スイッチ、速度設定スイッチが設けられる。
動作確認ランプ５も、制御基板８を介して電源供給を受け、動作中であることを目視で確認できるように点滅する。
【００２７】
充電池１０は、図２で示すように、カバーケース１，２の両側に２個セットされる。さらに、図３で示す下方の充電基板１１における図示しない充電端子が設けられており、本体部１００が図示しない充電器に載置された場合に、この充電端子を介して充電池１０が充電されるようになされている。この充電池１０は、後述する各部に電源電力を供給する。
【００２８】
続いて内部の構造について説明する。
まず、図３で示すように駆動モータ１２が設けられている。
駆動モータ１２は、制御基板８の一部の制御駆動回路に接続されており、駆動力を制御できるように構成されている。なお、どのように駆動制御されるかについては後述する。
駆動モータ１２は、伝達機構部に駆動力を付与することとなる。この駆動モータ１２の主軸には、平歯車１３が軸支されている。
【００２９】
伝達機構部は、平歯車１３を介して駆動モータ１２から付与された駆動力を伝達する歯車列の総称であり、アイドラ歯車１４、平歯車１５、ベベルギア１６、ベベルギア１７、平歯車１８、二段歯車１９、二段歯車２０により形成されている。
なお、二段歯車２０は、押し子２１のラック２１ａと噛み合っており、伝達機構部を介して押し子２１へ駆動力が伝達される。
【００３０】
これら駆動モータ１２および伝達機構部は、ギヤケース２２に収納されている。このギヤケー２２は、ケース１，２の内部の位置決めボス（凸形状）に保持固定される。このようにギヤケース２２を基準として歯車列が位置決めされるため、歯車列を精度良く噛み合せて騒音の発生を減少させている。
【００３１】
続いて伝達機構部の伝達動作について説明する。
アイドラ歯車１４は、ギヤケース２２に固定された軸２３に回転自在に軸支されており、平歯車１３と噛み合っている。このアイドラ歯車１４へは、平歯車１３から駆動力が伝達される。
【００３２】
平歯車１５は、図３，図４で示すように、回転軸２４に止めねじ２４ａにより軸支固定されている。この回転軸２４は、ガイド２５に外輪が保持された２個の軸受２６の内輪に軸支固定されて、回動自在となっている。
この平歯車１５は、アイドラ歯車１４と噛み合っており、平歯車１５へは、このアイドラ歯車１４から駆動力が伝達される。平歯車１５の駆動力は、回転軸２４を介してベベルギヤ１６へ伝達される。
【００３３】
ベベルギア１６は、ベベルギア１７と噛み合っており、ベベルギア１６からベベルギア１７へ駆動力が伝達される。これらベベルギア１６，１７により駆動力の伝達方向が略９０゜変換される。
【００３４】
ベベルギア１７には、クラッチ軸２７が挿通されている。このクラッチ軸２７の断面は、例えばスプライン軸・セレーション軸のような構造（以下摺動溝という）を有しており、クラッチ軸２７はこのような摺動溝に一致するベベルギア１７の摺動孔に嵌められて摺動自在に取り付けられている。
このクラッチ軸２７には平歯車１８も挿通されている。この平歯車１８もクラッチ軸２７の摺動溝に一致する摺動孔が設けられており、クラッチ軸２７はこのような摺動溝に一致する平歯車１８に嵌められて摺動自在に取り付けられている。
【００３５】
このようなベベルギア１７・平歯車１８は見かけ上二段歯車であり、ベベルギア１７が大歯車部に相当し、また、平歯車１８が小歯車部に相当する。
ベベルギア１７に伝達された駆動力は、クラッチ軸２７を介して平歯車１８へ伝達される。
【００３６】
二段歯車１９は、図４に示す軸部２８に回動自在に軸支されている。二段歯車１９の大歯車部は、平歯車１８と噛み合っており、この二段歯車１９へ駆動力が伝達される。
二段歯車２０は、図４に示す軸部２９に回動自在に軸支されている。二段歯車２０の大歯車部は、二段歯車１９の小歯車部と噛み合っており、この二段歯車２０へ駆動力が伝達される。なお、軸部２８，２９はギヤケース２２とギヤケースカバー３０により固定されている。
【００３７】
押し子２１に形成されたラック２１ａは、さらに二段歯車２０の小歯車部と噛み合っており、ラック２１ａを介して押し子２１に駆動力を伝達する。
押し子２１は、図３で示す軸受ブシュ３１，３２により図の左右方向にのみ水平移動するように移動方向が拘束されている。この押し子２１のラック２１ａに伝達された駆動力により、カートリッジ５００のゴム栓５０１（図５参照）を押圧するように左方向へ移動する。
この場合、伝達機構部の歯車列により大幅な減速がなされており、駆動モータ１２の回転よりも十分に遅く移動するため、注入量の最少単位を少なくすることが可能である。
【００３８】
この伝達機構部では、図４で示すように、駆動モータ１２の伝達を解放するクラッチ機構部を含んでいる。
クラッチ機構部は、ベベルギア１７、平歯車１８、クラッチ軸２７、ばね３７を備えている。
【００３９】
先に説明したベベルギヤ１７の摺動孔に、クラッチ軸２７の摺動溝が挿通されているのみであるため、軸方向にクラッチ軸２７は摺動できるようになされている。このベベルギア１７は、ギアケース２２に外輪が保持されている軸受３３の内輪に固定されて、回転のみするようになされている。
【００４０】
また、クラッチ軸２７は、ギヤケースカバー３４に外輪が保持されている軸受３５の内輪に摺動可能に固定されている。このような軸受３３，３５の存在によりクラッチ軸２７は回動自在となり、摺動溝と摺動孔との嵌め合わせによりベベルギア１７，平歯車１８およびクラッチ軸２７は一体となって安定して回転する。
また、摺動孔に摺動溝が嵌め合わされてクラッチ軸２７は上下に摺動自在になされており、クラッチ軸２７は、ベベルギア１７・平歯車１８の摺動孔に沿って摺動する。
【００４１】
このクラッチ軸２７には、軸受３６を介してロック解除ボタン４が軸支されており、クラッチ軸２７が回転しても、ロック解除ボタン４が回転しないように配慮されている。
このクラッチ軸２７の下側には穴２７ａが設けてあり、また、ベベルギア１７は円筒状の筒部１７ａが形成されており、この穴２７ａ・ 筒部１７ａの中にばね３７が配置されている。通常はクラッチ軸２７は、図４で示す矢印ａ方向に付勢されて、図４で示すような上側に位置する状態で安定する。
【００４２】
このようにロック解除ボタン４が上側に位置する状態の場合、ベベルギア１７および平歯車１８の摺動孔は、ともにクラッチ軸２７の摺動溝に噛み合っており、ベベルギア１７に駆動力が伝達されると、クラッチ軸２７を介して平歯車１８に伝達される。通常は、このようにベベルギヤ１７、クラッチ軸２７、歯車１８の摺動溝・摺動孔が噛み合って駆動モータの回転による駆動力が伝達できる状態となっている。
【００４３】
一方、ロック解除ボタン４を押下して下側に位置する状態（図示せず）の場合、クラッチ軸２７の摺動溝は、ベベルギア１７の摺動孔のみで噛み合って平歯車１８の摺動孔では噛み合わなくなるため、ベベルギア１７に駆動力が伝達されても、クラッチ軸２７へは伝達されるが平歯車１８へは伝達されなくなって、伝達機構部における駆動力の伝達は解放される。
【００４４】
このように伝達機構部は、ロック解除ボタン４を押下してクラッチ機構部により伝達機構部の伝達を切断した状態で押し子２１を押圧して移動できようにし、ロック解除ボタン４を解放してクラッチ機構部により伝達機構部の伝達を繋げることができる。
【００４５】
続いて、カートリッジホルダ接合部２００について説明する。
カートリッジホルダ接合部２００は、図５で示すように、着脱リング３８、第１ボール３９ａ、第２ボール３９ｂ、着脱リング付勢ばね４０、押し子付勢ばね４１、ばね収容部４２、連結リング４３、ストッパ４４、ボールプッシャ４５、ボールプッシャ付勢ばね４６を備えている。
【００４６】
続いて、更に詳細な機構および取り付け・取り外し動作について図６，図７を参照しつつ説明する。まず、カートリッジホルダ３００が接合されていない状態のカートリッジ接合部２００の状態を図６（ａ）で示す。この図に示すように、連結リング４３は、第１ボール３９ａおよび第２ボール３９ｂを収容するようになされている。なお、第２ボール３９ｂが筒内へ移動しないように配慮（例えば第２ボール３９ｂの配置孔が円錐台形状に形成）されている。
【００４７】
ボールプッシャ４５は、ボールプッシャ付勢ばね４６の付勢力により矢印ｃ方向に付勢されている。ボールプッシャ４５は、多段状外周面を有する円筒体であり、詳しくは図６（ａ）のように、径が小さい下段部と径が大きい上段部という二段の段部を有するような形状である。
同様に、着脱リング３８は、連結リング４３のばね収容部４２に収容される着脱リング付勢ばね４０の付勢力により矢印ｃ方向に付勢されている。着脱リング３８は、溝付き内周面を有する円筒体であり、詳しくは溝部３８ａ，３８ｂを有している。
【００４８】
この状態ではボールプッシャ４５の多段状外周面の上段部に当接する第１ボール３９ａが着脱リング３８の溝部３８ａに入り込み、しかも着脱リング３８は着脱リング付勢ばね４０により矢印ｃ方向に押圧され、また、ボールプッシャ４５もボールプッシャ付勢ばね４６により矢印ｃ方向に押圧され、着脱リング３８および第１ボール３９ａともに確実に移動拘束されている。
【００４９】
このような状態のカートリッジホルダ接合部２００に、図６（ｂ）で示すように、１．０ｍｌまたは１．８ｍｌのカートリッジ５００が既に組み込まれたカートリッジホルダ３００が矢印ｄ方向（図５では矢印ｂ方向）に挿入され、ボールプッシャ４５に接触するまで到達したものとする（図６（ｂ）はこの状態を示す）。
このカートリッジホルダ３００は、円環状の溝部３００ａが外周面に設けられた溝付き外周面を有している。この溝部３００ａの中にはリング状のステップ部３００ｂが収容されている。
【００５０】
そして、図６（ｃ）で示すように、カートリッジホルダ３００がさらに矢印ｅ方向に挿入されると、ボールプッシャ付勢ばね４６の付勢力に抗しつつ、ボールプッシャ４５も矢印ｅ方向に押送される。これにより、第１ボール３９ａとボールプッシャ４５の多段形状外周面との間に移動可能な隙間が、および、第２ボール３９ｂの直下に溝部３００ａが位置し、さらに着脱リング付勢ばね４０により矢印ｆ方向に付勢されている着脱リング３８が第１ボール３９ａを矢印ｇ１方向に押しているため第１ボール３９ａは矢印ｈ１方向に移動し、また、着脱リング３８が第２ボール３９ｂを矢印ｇ２方向に押しているため第２ボール３９ｂは矢印ｈ２方向に移動する。
【００５１】
そして、図６（ｄ）で示すように、着脱リング３８がさらに矢印ｉ方向に移動するが、ストッパ４４に当接して移動が拘束され、図６（ｄ）で示す状態で安定する。この場合、大きな機械音がするため、操作者はカートリッジホルダ３００が接合されたことを判別できる。
接合終了後、第１ボール３９ａは、着脱リング３８およびボールプッシャ４５の多段状外周面の下段部と接し、また、第２ボール３９ｂは、着脱リング３８および溝部３００ａと当接することでカートリッジホルダ３００はカートリッジホルダ接合部２００で強固に固定される。
このように、カートリッジ５００およびカートリッジホルダ３００をカートリッジ接合部２００に挿入すると、自動的に固定されるため、取り付けは極めて容易である。
【００５２】
さらに、カートリッジ５００およびカートリッジホルダ３００をカートリッジ接合部２００から引き抜いて取り外す場合は、図７（ａ）で示すように、操作者が着脱リング付勢ばね４０の付勢力に抗しつつ、着脱リング３８を矢印ｊ方向に移動させる。
さらに押圧して最終的に、図７（ｂ）で示す状態まで着脱リング３８を移動させると、第１ボール３９ａの直上に溝部３８ａが、また、第２ボール３９ｂの直上に溝部３８ｂがそれぞれ位置することとなる。このとき、ボールプッシャ付勢ばね４６により矢印ｋ方向にボールプッシャ４５およびカートリッジホルダ３００が付勢されており、このようなボールプッシャ４５は第１ボール３９ａを矢印ｌ１方向に押しているため第１ボール３９ａは矢印ｍ１方向に移動し、また、カートリッジホルダ３００のステップ部３００ｂが第２ボール３９ｂを矢印ｌ２方向に押しているため第２ボール３９ｂは矢印ｍ２方向に移動する。
【００５３】
そして、図７（ｃ）で示すようにボールプッシャ４５はさらに矢印ｎ方向に移動して第１ボール３９ａを矢印ｏ方向に押し上げると着脱リング３８も第１ボール３９ａにより移動が拘束され、さらにボールプッシャ４５が第１ボール３９ａを押圧した状態でボールプッシャ４５の多段状外周面の上段に第１ボール３９ａが当接した状態で移動停止する。この状態でカートリッジ５００およびカートリッジホルダ３００は引き抜き自在となる。
最終的にカートリッジホルダ３００を外し、図７（ｄ）のような状態となる。なお、この状態は図６（ａ）の状態と同じである。
カートリッジ５００およびカートリッジホルダ３００のカートリッジホルダ接合部２００への着脱はこのようなものである。
【００５４】
なお、カートリッジには麻酔薬１．０ｍｌおよび麻酔薬１．８ｍｌという長さが異なる二種類のカートリッジがある。カートリッジホルダ３００に何れのカートリッジ５００が取り付ける場合であっても、ロック解除ボタン４を押下して押し子２１を移動自在にした状態でカートリッジ５００を取り付ければ、押し子付勢ばね４１により押し子２１がゴム栓５０１に接触した状態を維持しつつ移動が進み、最終的にゴム栓５０１に一定圧で当接した状態で取り付けが完了するため、カートリッジ５００の長さに拘わらず使用することができる。
このようにして、麻酔薬１．０ｍｌおよび麻酔薬１．８ｍｌという長さが異なる２種類のカートリッジを使用することができる。
【００５５】
続いて、このような電動注射器の操作・動作について説明する。
図示しない充電器に載置されている電動注射器を取り上げて、操作表示部９の電源スイッチを押下して電源を入れる。この場合、操作表示部９のバッテリー残量表示は、充電が完了している旨表示される。
【００５６】
この電動注射器では、図８で示すように、複数（図８では三種類）の注入速度を選択することができる。
操作表示部９の速度設定スイッチを押下して速度設定表示を確認しつつ所望の注入速度を選択する。
【００５７】
続いて、麻酔薬１．０ｍｌおよび麻酔薬１．８ｍｌという長さが異なる２種類のカートリッジのうち、何れかのカートリッジ５００をカートリッジホルダ３００に装填する。
カートリッジホルダ３００を電動注射器にセットするとき、まずロック解除ボタン４を押下してクラッチ機構部により伝達機構部の伝達を切断した状態とし、押し子２１を、カートリッジホルダ接合部２００の中まで押圧して移動させておく。
【００５８】
さらに、ロック解除ボタン４を押下して伝達機構部の伝達を切断した状態で、カートリッジホルダ３００を取り付ける。この場合、図５で示すように、カートリッジ５００のゴム栓５０１に接触する押し子２１が本体部１００側へ押圧移動させられる際に、押し子付勢ばね４１のばね力により一定圧力で接触した状態を維持しつつ、最終的にスタート位置まで移動することとなる。
そして、先に説明したような操作を行ってカートリッジホルダ３００をカートリッジホルダ接合部２００に固定し、図５で示すような状態とする。そして、歯科用注射針４００を取り付けて、初期作業を完了する。
【００５９】
続いて、電動注射器を握持すると、光反射式センサであるセーフティセンサ６の窓穴部が遮蔽されて操作入力が行われる。そして、この状態で光反射式センサであるスタート／ストップセンサ７の窓穴部を人差し指で遮蔽して操作入力を行う。このように、セーフティセンサ６とスタート／ストップセンサ７とが共に遮蔽されて操作された場合のみ、制御基板８は、麻酔薬の注入動作を開始するように駆動モータ１２を制御するため、何れか一方を誤って遮蔽したような場合であっても誤動作することがなくなる。
【００６０】
なお、セーフティセンサ６とスタート／ストップセンサ７とは、光反射式センサであって、窓穴部を覆うのみであるため、電動注射器の移動を防止し、痛みの原因となる針先のブレを減少させることもできる。
このようにして電動注射器を操作し、針内の空気抜きのため、歯科用注射針４００の針先まで麻酔薬を到達させつつ、電動注射器の動作を確認する。
【００６１】
続いて、歯科用注射針４００を歯肉等に刺し入れて、スタート／ストップセンサ７を遮蔽して注射を開始する。この時、制御基板８の図示しない再生部が、ブザー音またはメロディ音楽を再生する。このようなブザー音またはメロディ音楽により麻酔薬の注入動作中であることを認知させることができ、また、患者にとっては安心感を抱かせることが可能となる。
【００６２】
また、制御基板８は、図８で示すように、注入当初は麻酔薬の注入量が微量となるように小さい注入速度から開始し、そして略一定変化率で注入速度を増加させ、所定期間経過後は一定の注入速度となるように、駆動モータ１２を駆動させて伝達機構部を介して押し子２１の移動量を制御する。
【００６３】
このように注入速度を最初は小さくすることで、注射当初に感じる痛みを低減させて、患者にとっては安心感を抱かせることが可能となる。
そして、所定量の注入後にスタート／ストップセンサ７を遮蔽する人差し指を移動させて注入動作を終了させる。
電動注射器の操作・動作はこのようなものである。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、注入当初の注入量を少なくする注入速度の制御、ブザー音・メロディ音楽による患者への配慮、注入操作時の針先の移動の防止を実現したため、患者が痛みを感じないように操作性を向上させた電動注射器を提供することができる。
【００６５】
また、セーフティセンサおよびスタート／ストップセンサをともに操作入力して初めて注入動作を行うようにしたため、光反射式センサのように遮蔽のみで容易に操作入力されるスイッチを用いることが可能となり、誤動作の防止・操作性の向上を共に実現することができる。
【００６６】
また、クラッチ機構を設けて伝達機構部のクラッチ動作を可能として押し子を移動可能とし、さらに押し子を押し子付勢用ばねで付勢することで、１．０ｍｌ用カートリッジまたは１．８ｍｌ用カートリッジを、カートリッジホルダを交換することなく共用でき、セット位置では麻酔薬のゴム栓に押し子用ラックが一定圧で接触しているような電動注射器を提供することができる。
【００６７】
また、カートリッジホルダ接合部における接合は、カートリッジが組み付けられたカートリッジホルダを挿入するだけで自動的に取り付けが行われるため、取り扱いが容易である。
【００６８】
総じて、全体的な操作性を向上させて、歯科医師および患者にとって信頼性が高い歯科治療麻酔薬用電動注射器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】歯科治療麻酔薬用電動注射器の外観を説明する外観図である。
【図２】歯科治療麻酔薬用電動注射器の外観を説明する外観図である。
【図３】歯科治療麻酔薬用電動注射器の内部を説明する内部機構図である。
【図４】クラッチ機構部を説明する内部機構図である。
【図５】カートリッジホルダ接合部を説明する内部機構図である。
【図６】カートリッジホルダ接合部の動作を説明する動作説明図である。
【図７】カートリッジホルダ接合部の動作を説明する動作説明図である。
【図８】注入速度制御を説明する説明図である。
【符号の説明】
１００ 本体部
２００ カートリッジホルダ接合部
３００ カートリッジホルダ
３００ａ 溝部
３００ｂ ステップ部
４００ 歯科用注射針
５００ カートリッジ
１，２ カバーケース
３ 天板
４ ロック解除ボタン
５ 動作確認ランプ
６ セーフティセンサ
７ スタート／ストップセンサ
８ 制御基板
９ 操作表示部
１０ 充電池
１１ 充電基板
１２ 駆動モータ
１３ 平歯車
１４ アイドラ歯車
１５ 平歯車
１６ ベベルギア
１７ ベベルギア
１７ａ 筒部
１８ 平歯車
１９ 二段歯車
２０ 二段歯車
２１ 押し子
２１ａ ラック
２２ ギヤケース
２３ 軸
２４ 回転軸
２４ａ 止めねじ
２５ ガイド
２６ 軸受
２７ クラッチ軸
２７ａ 穴
２８，２９ 軸部
３０，３４ ギヤケースカバー
３１，３２ 軸受ブシュ
３３ 軸受
３５ 軸受
３６ 軸受
３７ ばね
３８ 着脱リング
３８ａ，３８ｂ 溝部
３９ａ 第１ボール
３９ｂ 第２ボール
４０ 着脱リング付勢ばね
４１ 押し子付勢ばね
４２ ばね収容部
４３ 連結リング
４４ ストッパ
４５ ボールプッシャ
４６ ボールプッシャ付勢ばね
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯科治療で麻酔薬を注射する際に使用する歯科治療麻酔薬用電動注射器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
歯科治療で麻酔薬を注射する道具として一般的に使用されているものとして手操作式の注射器があるが、麻酔薬の注射針は極細のものを使用するため、注入する際の押圧が大きく、一定の注入速度を維持するのは大きな労力が必要であった。このため歯科治療負担の軽減を図る歯科治療麻酔薬用電動注射器（以下、従来の技術の説明では単に電動注射器と略記する）が普及しつつある。
【０００３】
このような電動注射器の従来技術としては、例えば「歯科用の電動注射器」（特許文献１参照）、「歯科用電動注射装置」（特許文献２参照）または「歯科用カートリッジ式注射装置における受け筒の取付装置」（特許文献３参照）などが知られている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−２１３６１０号公報
【特許文献２】
特開２００１−７０４４４号公報
【特許文献３】
特開２００２−１９１６９４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
これら特許文献１〜３に記載された発明である電動注射器は、麻酔薬の注入速度については考慮されておらず、速度制御を行わずに一定量出力するものであった。このような電動注射器から歯肉に麻酔薬が注入開始された場合、刺入直後に多量の麻酔薬が注入されてしまい、針先部の組織に過度の圧力がかかるため、患者は痛みを感じるという問題点があった。
また、電動注射器から麻酔薬を注入開始するため操作ボタンを指で押下する必要があるが、操作時に電動注射器に振動が伝わって注射針も移動し、患者は痛みを感じるという問題点があった。
また、この操作ボタンについては誤動作を抑制するような配慮が求められていた。
【０００６】
さらに、麻酔薬は、現状、１．０ｍｌ用のカートリッジ、１．８ｍｌ用のカートリッジという二種類のカートリッジが存在するが、従来の電動注射器ではカートリッジを保持するカートリッジホルダを交換することで対処していた。
しかしながら、複数種類のカートリッジホルダを交換しながら使用することは、管理の複雑化に繋がるため好ましいことではなく、カートリッジホルダを共通化したいという要請があった。
また、このようなカートリッジホルダを簡単に取り付けられる機構が必要とされていた。
【０００７】
本発明は上記したような問題点を解決するためになされたものであり、その第一の目的は、患者が痛みを感じないような操作性の向上、および、患者が受ける痛みを和らげるような配慮、が共に実現されるような電動注射器を提供することにある。
【０００８】
また、第二の目的は、薬物注入という慎重を要求される動作であるため、操作する歯科医師の意にそぐわないような動作を確実に回避したいという要請があった。このため、誤作動を防止するような電動注射器を提供することにある。
【０００９】
さらにまた、第三の目的として、１．０ｍｌ用カートリッジまたは１．８ｍｌ用カートリッジを、カートリッジホルダを交換することなく共用でき、セット位置では麻酔薬のゴム栓に押し子用ラックが一定圧で接触しているような電動注射器を提供することにある。
【００１０】
さらにまた、第四の目的として、１．０ｍｌ用カートリッジまたは１．８ｍｌ用カートリッジを共用できるようにするための接合機構が必要であった。カートリッジホルダのみで強固に接合できる簡素な機構であるカートリッジホルダ接合部を含む電動注射器を提供することにある。
【００１１】
総じて、全体的な操作性を向上させて、歯科医師および患者にとって信頼性が高い歯科治療麻酔薬用電動注射器を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る発明の歯科治療麻酔薬用電動注射器は、
麻酔薬が封入されたカートリッジのゴム栓を押圧移動させて歯科用注射針へ麻酔薬を流入させ、針先から麻酔薬を吐出させる歯科治療麻酔薬用電動注射器において、
カートリッジのゴム栓を押圧移動させる押し子と、
押し子に駆動力を伝達する伝達機構部と、
伝達機構部に駆動力を付与する駆動モータと、
駆動モータを制御する制御部と、
を備え、
制御部は、注入当初は注入速度を増加させ、所定期間経過後は一定の注入速度となるように、駆動モータを駆動して押し子の移動量を制御することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項２に係る発明の歯科治療麻酔薬用電動注射器は、
請求項１記載の歯科治療麻酔薬用電動注射器において、
ブザー音および／またはメロディ音楽を出力する再生部を備え、
前記制御部は、麻酔薬の吐出（注射）動作中にブザー音および／またはメロディ音楽を出力するように再生部を制御し、
歯科治療麻酔薬用電動注射器が動作中であることを認知させるとともに患者に安心感を抱かせることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項３に係る発明の歯科治療麻酔薬用電動注射器は、
請求項１または請求項２記載の歯科治療麻酔薬用電動注射器において、
注入動作開始の操作を、窓穴部を覆うことで行う光反射式センサの操作部を備え、
操作入力時における歯科治療麻酔薬用電動注射器の不要な移動を防止し、痛みの原因となる針先の移動を減少させることを特徴とする。
【００１５】
これら請求項１〜３に係る発明では、歯科治療を受ける患者の痛みを和らげるような配慮がなされたものであり、第一の目的を達成する。
【００１６】
また、本発明の請求項４に係る発明の歯科治療麻酔薬用電動注射器は、
請求項３記載の歯科治療麻酔薬用電動注射器において、
前記操作部は、
歯科治療麻酔薬用電動注射器を把持する手で窓穴部を覆って操作入力する光反射式センサの第１操作部と、
指で窓穴部を覆って操作入力する光反射式センサの第２操作部と、
を備えるものとし、
第１操作部および第２操作部を共に操作する場合のみ注入動作を行うようにして誤動作を防止することを特徴とする。
【００１７】
これら請求項４に係る発明では、反射式光センサという指で遮蔽を行うだけで簡単に操作入力がなされるため、操作部を二個所として操作入力が単純でないようにし、治療を行う歯科医師による治療ミスを防止するような配慮がなされたものであり、第二の目的を達成する。
【００１８】
また、本発明の請求項５に係る発明の歯科治療麻酔薬用電動注射器は、
請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の歯科治療麻酔薬用電動注射器において、
前記伝達機構部は、
カバーケースに設けられるロック解除ボタンと、
ロック解除ボタンが押下されたときに伝達機構部による伝達を解放するクラッチ機構部と、
を備え、
ロック解除ボタンを押下してクラッチ機構部により伝達機構部の伝達を切断した状態で押し子を押圧して移動できようにし、ロック解除ボタンを解放してクラッチ機構部により伝達機構部の伝達を繋げることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項６に係る発明の歯科治療麻酔薬用電動注射器は、
請求項５記載の歯科治療麻酔薬用電動注射器において、
麻酔薬１．０ｍｌおよび麻酔薬１．８ｍｌという長さが異なる２種類のカートリッジを共に保持する１つのカートリッジホルダとし、
カートリッジホルダを歯科治療麻酔薬用電動注射器にセットするとき、ロック解除ボタンを押下してクラッチ機構部により伝達機構部の伝達を切断した状態とし、カートリッジのゴム栓に接触した状態で押し子を移動しつつカートリッジホルダが取り付けられ、ばね力により押し子がゴム栓に一定圧力で接触した状態のスタート位置となることを特徴とする。
【００２０】
これら請求項５，６に係る発明では、クラッチ機構部により押し子を移動できるようにし、長さが異なるカートリッジであっても、注入開始時の押し子が最適位置にあってゴム栓を一定圧力で押圧しつつ接触するようにしたものであり、第三の目的を達成する。
【００２１】
また、本発明の請求項７に係る発明の歯科治療麻酔薬用電動注射器は、
請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の歯科治療麻酔薬用電動注射器において、
溝付き外周面を有するカートリッジホルダが接合されるカートリッジホルダ接合部は、
回転体形状の筒体を含む連結リングと、
連結リングの筒内に配置されるボールプッシャ付勢ばねと、
連結リングの筒内にあって、ボールプッシャ付勢ばねによりカートリッジホルダの挿入方向と反対方向に付勢され、多段状外周面を有する円筒体であるボールプッシャと、
連結リングの筒外に配置される着脱リング付勢ばねと、
連結リングの筒外にあって、着脱リング付勢ばねによりカートリッジホルダの挿入方向と反対方向に付勢され、溝付き内周面を有する円筒体である着脱リングと、
ボールプッシャの多段状外周面と着脱リングの溝付き内周面との間を移動するように、連結リングに配置される第１ボールと、
接合されたカートリッジホルダの溝付き外周面と着脱リングの溝付き内周面との間を移動するように、連結リングに配置される第２ボールと、
を備え、
カートリッジホルダが挿入されたときに、カートリッジホルダがボールプッシャを押圧してカートリッジホルダとボールプッシャとが連動して移動することにより、第１ボールをボールプッシャ側に、および、第２ボールをカートリッジホルダ側に移動させるとともに、第１ボールによる移動拘束から解放された着脱リングがカートリッジ挿入方向と反対方向に移動して第１ボールおよび第２ボールを押圧することで、カートリッジホルダを接合することを特徴とする。
【００２２】
これら請求項７に係る発明では、長さが異なるカートリッジであっても、カートリッジホルダにのみ依拠して強固かつ自動的に接合するようにしたものであり、第四の目的を達成する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
続いて、本発明の歯科治療麻酔薬用電動注射器（以下、発明の実施形態の説明中で単に電動注射器と略記する）に係る実施形態について、図を参照しつつ、説明する。図１，図２は電動注射器の外観を説明する外観図、図３は電動注射器の内部を説明する内部機構図、図４はクラッチ機構部を説明する内部機構図、図５はカートリッジホルダ接合部を説明する内部機構図、図６，図７は、カートリッジホルダ接合部の動作を説明する動作説明図、図８は注入速度制御を説明する説明図である。なお、図２を正面とすると、図１は右側面図という関係にある。
【００２４】
電動注射器は、本体部１００（図１，図２参照）、カートリッジホルダ接合部２００（図１，図３参照）、カートリッジホルダ３００（図１，図３参照）、歯科用注射針４００（図１，図３参照）、カートリッジ５００（図３参照）、を備えている。
【００２５】
本体部１００は、図２で示すように左右からカバーケース１，２を組み合わせ、さらに天板３を配置して形成される。このような本体１００には、図１で示すようにロック解除ボタン４、動作確認ランプ５が設けられ、また図２で示すように、第１操作部の具体例であるセーフティセンサ６、第２操作部の具体例であるスタート／ストップセンサ７が設けられている。
【００２６】
図３で示すように、制御部の具体例である制御基板８の上側に、表示と操作記号を印刷した表示パネルを表側に貼り付けてなる操作表示部９が設けられており、操作表示部９の表示パネルには、バッテリー残量表示部、速度設定表示部、電源スイッチ、速度設定スイッチが設けられる。
動作確認ランプ５も、制御基板８を介して電源供給を受け、動作中であることを目視で確認できるように点滅する。
【００２７】
充電池１０は、図２で示すように、カバーケース１，２の両側に２個セットされる。さらに、図３で示す下方の充電基板１１における図示しない充電端子が設けられており、本体部１００が図示しない充電器に載置された場合に、この充電端子を介して充電池１０が充電されるようになされている。この充電池１０は、後述する各部に電源電力を供給する。
【００２８】
続いて内部の構造について説明する。
まず、図３で示すように駆動モータ１２が設けられている。
駆動モータ１２は、制御基板８の一部の制御駆動回路に接続されており、駆動力を制御できるように構成されている。なお、どのように駆動制御されるかについては後述する。
駆動モータ１２は、伝達機構部に駆動力を付与することとなる。この駆動モータ１２の主軸には、平歯車１３が軸支されている。
【００２９】
伝達機構部は、平歯車１３を介して駆動モータ１２から付与された駆動力を伝達する歯車列の総称であり、アイドラ歯車１４、平歯車１５、ベベルギア１６、ベベルギア１７、平歯車１８、二段歯車１９、二段歯車２０により形成されている。
なお、二段歯車２０は、押し子２１のラック２１ａと噛み合っており、伝達機構部を介して押し子２１へ駆動力が伝達される。
【００３０】
これら駆動モータ１２および伝達機構部は、ギヤケース２２に収納されている。このギヤケー２２は、ケース１，２の内部の位置決めボス（凸形状）に保持固定される。このようにギヤケース２２を基準として歯車列が位置決めされるため、歯車列を精度良く噛み合せて騒音の発生を減少させている。
【００３１】
続いて伝達機構部の伝達動作について説明する。
アイドラ歯車１４は、ギヤケース２２に固定された軸２３に回転自在に軸支されており、平歯車１３と噛み合っている。このアイドラ歯車１４へは、平歯車１３から駆動力が伝達される。
【００３２】
平歯車１５は、図３，図４で示すように、回転軸２４に止めねじ２４ａにより軸支固定されている。この回転軸２４は、ガイド２５に外輪が保持された２個の軸受２６の内輪に軸支固定されて、回動自在となっている。
この平歯車１５は、アイドラ歯車１４と噛み合っており、平歯車１５へは、このアイドラ歯車１４から駆動力が伝達される。平歯車１５の駆動力は、回転軸２４を介してベベルギヤ１６へ伝達される。
【００３３】
ベベルギア１６は、ベベルギア１７と噛み合っており、ベベルギア１６からベベルギア１７へ駆動力が伝達される。これらベベルギア１６，１７により駆動力の伝達方向が略９０゜変換される。
【００３４】
ベベルギア１７には、クラッチ軸２７が挿通されている。このクラッチ軸２７の断面は、例えばスプライン軸・セレーション軸のような構造（以下摺動溝という）を有しており、クラッチ軸２７はこのような摺動溝に一致するベベルギア１７の摺動孔に嵌められて摺動自在に取り付けられている。
このクラッチ軸２７には平歯車１８も挿通されている。この平歯車１８もクラッチ軸２７の摺動溝に一致する摺動孔が設けられており、クラッチ軸２７はこのような摺動溝に一致する平歯車１８に嵌められて摺動自在に取り付けられている。
【００３５】
このようなベベルギア１７・平歯車１８は見かけ上二段歯車であり、ベベルギア１７が大歯車部に相当し、また、平歯車１８が小歯車部に相当する。
ベベルギア１７に伝達された駆動力は、クラッチ軸２７を介して平歯車１８へ伝達される。
【００３６】
二段歯車１９は、図４に示す軸部２８に回動自在に軸支されている。二段歯車１９の大歯車部は、平歯車１８と噛み合っており、この二段歯車１９へ駆動力が伝達される。
二段歯車２０は、図４に示す軸部２９に回動自在に軸支されている。二段歯車２０の大歯車部は、二段歯車１９の小歯車部と噛み合っており、この二段歯車２０へ駆動力が伝達される。なお、軸部２８，２９はギヤケース２２とギヤケースカバー３０により固定されている。
【００３７】
押し子２１に形成されたラック２１ａは、さらに二段歯車２０の小歯車部と噛み合っており、ラック２１ａを介して押し子２１に駆動力を伝達する。
押し子２１は、図３で示す軸受ブシュ３１，３２により図の左右方向にのみ水平移動するように移動方向が拘束されている。この押し子２１のラック２１ａに伝達された駆動力により、カートリッジ５００のゴム栓５０１（図５参照）を押圧するように左方向へ移動する。
この場合、伝達機構部の歯車列により大幅な減速がなされており、駆動モータ１２の回転よりも十分に遅く移動するため、注入量の最少単位を少なくすることが可能である。
【００３８】
この伝達機構部では、図４で示すように、駆動モータ１２の伝達を解放するクラッチ機構部を含んでいる。
クラッチ機構部は、ベベルギア１７、平歯車１８、クラッチ軸２７、ばね３７を備えている。
【００３９】
先に説明したベベルギヤ１７の摺動孔に、クラッチ軸２７の摺動溝が挿通されているのみであるため、軸方向にクラッチ軸２７は摺動できるようになされている。このベベルギア１７は、ギアケース２２に外輪が保持されている軸受３３の内輪に固定されて、回転のみするようになされている。
【００４０】
また、クラッチ軸２７は、ギヤケースカバー３４に外輪が保持されている軸受３５の内輪に摺動可能に固定されている。このような軸受３３，３５の存在によりクラッチ軸２７は回動自在となり、摺動溝と摺動孔との嵌め合わせによりベベルギア１７，平歯車１８およびクラッチ軸２７は一体となって安定して回転する。
また、摺動孔に摺動溝が嵌め合わされてクラッチ軸２７は上下に摺動自在になされており、クラッチ軸２７は、ベベルギア１７・平歯車１８の摺動孔に沿って摺動する。
【００４１】
このクラッチ軸２７には、軸受３６を介してロック解除ボタン４が軸支されており、クラッチ軸２７が回転しても、ロック解除ボタン４が回転しないように配慮されている。
このクラッチ軸２７の下側には穴２７ａが設けてあり、また、ベベルギア１７は円筒状の筒部１７ａが形成されており、この穴２７ａ・ 筒部１７ａの中にばね３７が配置されている。通常はクラッチ軸２７は、図４で示す矢印ａ方向に付勢されて、図４で示すような上側に位置する状態で安定する。
【００４２】
このようにロック解除ボタン４が上側に位置する状態の場合、ベベルギア１７および平歯車１８の摺動孔は、ともにクラッチ軸２７の摺動溝に噛み合っており、ベベルギア１７に駆動力が伝達されると、クラッチ軸２７を介して平歯車１８に伝達される。通常は、このようにベベルギヤ１７、クラッチ軸２７、歯車１８の摺動溝・摺動孔が噛み合って駆動モータの回転による駆動力が伝達できる状態となっている。
【００４３】
一方、ロック解除ボタン４を押下して下側に位置する状態（図示せず）の場合、クラッチ軸２７の摺動溝は、ベベルギア１７の摺動孔のみで噛み合って平歯車１８の摺動孔では噛み合わなくなるため、ベベルギア１７に駆動力が伝達されても、クラッチ軸２７へは伝達されるが平歯車１８へは伝達されなくなって、伝達機構部における駆動力の伝達は解放される。
【００４４】
このように伝達機構部は、ロック解除ボタン４を押下してクラッチ機構部により伝達機構部の伝達を切断した状態で押し子２１を押圧して移動できようにし、ロック解除ボタン４を解放してクラッチ機構部により伝達機構部の伝達を繋げることができる。
【００４５】
続いて、カートリッジホルダ接合部２００について説明する。
カートリッジホルダ接合部２００は、図５で示すように、着脱リング３８、第１ボール３９ａ、第２ボール３９ｂ、着脱リング付勢ばね４０、押し子付勢ばね４１、ばね収容部４２、連結リング４３、ストッパ４４、ボールプッシャ４５、ボールプッシャ付勢ばね４６を備えている。
【００４６】
続いて、更に詳細な機構および取り付け・取り外し動作について図６，図７を参照しつつ説明する。まず、カートリッジホルダ３００が接合されていない状態のカートリッジ接合部２００の状態を図６（ａ）で示す。この図に示すように、連結リング４３は、第１ボール３９ａおよび第２ボール３９ｂを収容するようになされている。なお、第２ボール３９ｂが筒内へ移動しないように配慮（例えば第２ボール３９ｂの配置孔が円錐台形状に形成）されている。
【００４７】
ボールプッシャ４５は、ボールプッシャ付勢ばね４６の付勢力により矢印ｃ方向に付勢されている。ボールプッシャ４５は、多段状外周面を有する円筒体であり、詳しくは図６（ａ）のように、径が小さい下段部と径が大きい上段部という二段の段部を有するような形状である。
同様に、着脱リング３８は、連結リング４３のばね収容部４２に収容される着脱リング付勢ばね４０の付勢力により矢印ｃ方向に付勢されている。着脱リング３８は、溝付き内周面を有する円筒体であり、詳しくは溝部３８ａ，３８ｂを有している。
【００４８】
この状態ではボールプッシャ４５の多段状外周面の上段部に当接する第１ボール３９ａが着脱リング３８の溝部３８ａに入り込み、しかも着脱リング３８は着脱リング付勢ばね４０により矢印ｃ方向に押圧され、また、ボールプッシャ４５もボールプッシャ付勢ばね４６により矢印ｃ方向に押圧され、着脱リング３８および第１ボール３９ａともに確実に移動拘束されている。
【００４９】
このような状態のカートリッジホルダ接合部２００に、図６（ｂ）で示すように、１．０ｍｌまたは１．８ｍｌのカートリッジ５００が既に組み込まれたカートリッジホルダ３００が矢印ｄ方向（図５では矢印ｂ方向）に挿入され、ボールプッシャ４５に接触するまで到達したものとする（図６（ｂ）はこの状態を示す）。
このカートリッジホルダ３００は、円環状の溝部３００ａが外周面に設けられた溝付き外周面を有している。この溝部３００ａの中にはリング状のステップ部３００ｂが収容されている。
【００５０】
そして、図６（ｃ）で示すように、カートリッジホルダ３００がさらに矢印ｅ方向に挿入されると、ボールプッシャ付勢ばね４６の付勢力に抗しつつ、ボールプッシャ４５も矢印ｅ方向に押送される。これにより、第１ボール３９ａとボールプッシャ４５の多段形状外周面との間に移動可能な隙間が、および、第２ボール３９ｂの直下に溝部３００ａが位置し、さらに着脱リング付勢ばね４０により矢印ｆ方向に付勢されている着脱リング３８が第１ボール３９ａを矢印ｇ１方向に押しているため第１ボール３９ａは矢印ｈ１方向に移動し、また、着脱リング３８が第２ボール３９ｂを矢印ｇ２方向に押しているため第２ボール３９ｂは矢印ｈ２方向に移動する。
【００５１】
そして、図６（ｄ）で示すように、着脱リング３８がさらに矢印ｉ方向に移動するが、ストッパ４４に当接して移動が拘束され、図６（ｄ）で示す状態で安定する。この場合、大きな機械音がするため、操作者はカートリッジホルダ３００が接合されたことを判別できる。
接合終了後、第１ボール３９ａは、着脱リング３８およびボールプッシャ４５の多段状外周面の下段部と接し、また、第２ボール３９ｂは、着脱リング３８および溝部３００ａと当接することでカートリッジホルダ３００はカートリッジホルダ接合部２００で強固に固定される。
このように、カートリッジ５００およびカートリッジホルダ３００をカートリッジ接合部２００に挿入すると、自動的に固定されるため、取り付けは極めて容易である。
【００５２】
さらに、カートリッジ５００およびカートリッジホルダ３００をカートリッジ接合部２００から引き抜いて取り外す場合は、図７（ａ）で示すように、操作者が着脱リング付勢ばね４０の付勢力に抗しつつ、着脱リング３８を矢印ｊ方向に移動させる。
さらに押圧して最終的に、図７（ｂ）で示す状態まで着脱リング３８を移動させると、第１ボール３９ａの直上に溝部３８ａが、また、第２ボール３９ｂの直上に溝部３８ｂがそれぞれ位置することとなる。このとき、ボールプッシャ付勢ばね４６により矢印ｋ方向にボールプッシャ４５およびカートリッジホルダ３００が付勢されており、このようなボールプッシャ４５は第１ボール３９ａを矢印ｌ１方向に押しているため第１ボール３９ａは矢印ｍ１方向に移動し、また、カートリッジホルダ３００のステップ部３００ｂが第２ボール３９ｂを矢印ｌ２方向に押しているため第２ボール３９ｂは矢印ｍ２方向に移動する。
【００５３】
そして、図７（ｃ）で示すようにボールプッシャ４５はさらに矢印ｎ方向に移動して第１ボール３９ａを矢印ｏ方向に押し上げると着脱リング３８も第１ボール３９ａにより移動が拘束され、さらにボールプッシャ４５が第１ボール３９ａを押圧した状態でボールプッシャ４５の多段状外周面の上段に第１ボール３９ａが当接した状態で移動停止する。この状態でカートリッジ５００およびカートリッジホルダ３００は引き抜き自在となる。
最終的にカートリッジホルダ３００を外し、図７（ｄ）のような状態となる。なお、この状態は図６（ａ）の状態と同じである。
カートリッジ５００およびカートリッジホルダ３００のカートリッジホルダ接合部２００への着脱はこのようなものである。
【００５４】
なお、カートリッジには麻酔薬１．０ｍｌおよび麻酔薬１．８ｍｌという長さが異なる二種類のカートリッジがある。カートリッジホルダ３００に何れのカートリッジ５００が取り付ける場合であっても、ロック解除ボタン４を押下して押し子２１を移動自在にした状態でカートリッジ５００を取り付ければ、押し子付勢ばね４１により押し子２１がゴム栓５０１に接触した状態を維持しつつ移動が進み、最終的にゴム栓５０１に一定圧で当接した状態で取り付けが完了するため、カートリッジ５００の長さに拘わらず使用することができる。
このようにして、麻酔薬１．０ｍｌおよび麻酔薬１．８ｍｌという長さが異なる２種類のカートリッジを使用することができる。
【００５５】
続いて、このような電動注射器の操作・動作について説明する。
図示しない充電器に載置されている電動注射器を取り上げて、操作表示部９の電源スイッチを押下して電源を入れる。この場合、操作表示部９のバッテリー残量表示は、充電が完了している旨表示される。
【００５６】
この電動注射器では、図８で示すように、複数（図８では三種類）の注入速度を選択することができる。
操作表示部９の速度設定スイッチを押下して速度設定表示を確認しつつ所望の注入速度を選択する。
【００５７】
続いて、麻酔薬１．０ｍｌおよび麻酔薬１．８ｍｌという長さが異なる２種類のカートリッジのうち、何れかのカートリッジ５００をカートリッジホルダ３００に装填する。
カートリッジホルダ３００を電動注射器にセットするとき、まずロック解除ボタン４を押下してクラッチ機構部により伝達機構部の伝達を切断した状態とし、押し子２１を、カートリッジホルダ接合部２００の中まで押圧して移動させておく。
【００５８】
さらに、ロック解除ボタン４を押下して伝達機構部の伝達を切断した状態で、カートリッジホルダ３００を取り付ける。この場合、図５で示すように、カートリッジ５００のゴム栓５０１に接触する押し子２１が本体部１００側へ押圧移動させられる際に、押し子付勢ばね４１のばね力により一定圧力で接触した状態を維持しつつ、最終的にスタート位置まで移動することとなる。
そして、先に説明したような操作を行ってカートリッジホルダ３００をカートリッジホルダ接合部２００に固定し、図５で示すような状態とする。そして、歯科用注射針４００を取り付けて、初期作業を完了する。
【００５９】
続いて、電動注射器を握持すると、光反射式センサであるセーフティセンサ６の窓穴部が遮蔽されて操作入力が行われる。そして、この状態で光反射式センサであるスタート／ストップセンサ７の窓穴部を人差し指で遮蔽して操作入力を行う。このように、セーフティセンサ６とスタート／ストップセンサ７とが共に遮蔽されて操作された場合のみ、制御基板８は、麻酔薬の注入動作を開始するように駆動モータ１２を制御するため、何れか一方を誤って遮蔽したような場合であっても誤動作することがなくなる。
【００６０】
なお、セーフティセンサ６とスタート／ストップセンサ７とは、光反射式センサであって、窓穴部を覆うのみであるため、電動注射器の移動を防止し、痛みの原因となる針先のブレを減少させることもできる。
このようにして電動注射器を操作し、針内の空気抜きのため、歯科用注射針４００の針先まで麻酔薬を到達させつつ、電動注射器の動作を確認する。
【００６１】
続いて、歯科用注射針４００を歯肉等に刺し入れて、スタート／ストップセンサ７を遮蔽して注射を開始する。この時、制御基板８の図示しない再生部が、ブザー音またはメロディ音楽を再生する。このようなブザー音またはメロディ音楽により麻酔薬の注入動作中であることを認知させることができ、また、患者にとっては安心感を抱かせることが可能となる。
【００６２】
また、制御基板８は、図８で示すように、注入当初は麻酔薬の注入量が微量となるように小さい注入速度から開始し、そして略一定変化率で注入速度を増加させ、所定期間経過後は一定の注入速度となるように、駆動モータ１２を駆動させて伝達機構部を介して押し子２１の移動量を制御する。
【００６３】
このように注入速度を最初は小さくすることで、注射当初に感じる痛みを低減させて、患者にとっては安心感を抱かせることが可能となる。
そして、所定量の注入後にスタート／ストップセンサ７を遮蔽する人差し指を移動させて注入動作を終了させる。
電動注射器の操作・動作はこのようなものである。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、注入当初の注入量を少なくする注入速度の制御、ブザー音・メロディ音楽による患者への配慮、注入操作時の針先の移動の防止を実現したため、患者が痛みを感じないように操作性を向上させた電動注射器を提供することができる。
【００６５】
また、セーフティセンサおよびスタート／ストップセンサをともに操作入力して初めて注入動作を行うようにしたため、光反射式センサのように遮蔽のみで容易に操作入力されるスイッチを用いることが可能となり、誤動作の防止・操作性の向上を共に実現することができる。
【００６６】
また、クラッチ機構を設けて伝達機構部のクラッチ動作を可能として押し子を移動可能とし、さらに押し子を押し子付勢用ばねで付勢することで、１．０ｍｌ用カートリッジまたは１．８ｍｌ用カートリッジを、カートリッジホルダを交換することなく共用でき、セット位置では麻酔薬のゴム栓に押し子用ラックが一定圧で接触しているような電動注射器を提供することができる。
【００６７】
また、カートリッジホルダ接合部における接合は、カートリッジが組み付けられたカートリッジホルダを挿入するだけで自動的に取り付けが行われるため、取り扱いが容易である。
【００６８】
総じて、全体的な操作性を向上させて、歯科医師および患者にとって信頼性が高い歯科治療麻酔薬用電動注射器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】歯科治療麻酔薬用電動注射器の外観を説明する外観図である。
【図２】歯科治療麻酔薬用電動注射器の外観を説明する外観図である。
【図３】歯科治療麻酔薬用電動注射器の内部を説明する内部機構図である。
【図４】クラッチ機構部を説明する内部機構図である。
【図５】カートリッジホルダ接合部を説明する内部機構図である。
【図６】カートリッジホルダ接合部の動作を説明する動作説明図である。
【図７】カートリッジホルダ接合部の動作を説明する動作説明図である。
【図８】注入速度制御を説明する説明図である。
【符号の説明】
１００ 本体部
２００ カートリッジホルダ接合部
３００ カートリッジホルダ
３００ａ 溝部
３００ｂ ステップ部
４００ 歯科用注射針
５００ カートリッジ
１，２ カバーケース
３ 天板
４ ロック解除ボタン
５ 動作確認ランプ
６ セーフティセンサ
７ スタート／ストップセンサ
８ 制御基板
９ 操作表示部
１０ 充電池
１１ 充電基板
１２ 駆動モータ
１３ 平歯車
１４ アイドラ歯車
１５ 平歯車
１６ ベベルギア
１７ ベベルギア
１７ａ 筒部
１８ 平歯車
１９ 二段歯車
２０ 二段歯車
２１ 押し子
２１ａ ラック
２２ ギヤケース
２３ 軸
２４ 回転軸
２４ａ 止めねじ
２５ ガイド
２６ 軸受
２７ クラッチ軸
２７ａ 穴
２８，２９ 軸部
３０，３４ ギヤケースカバー
３１，３２ 軸受ブシュ
３３ 軸受
３５ 軸受
３６ 軸受
３７ ばね
３８ 着脱リング
３８ａ，３８ｂ 溝部
３９ａ 第１ボール
３９ｂ 第２ボール
４０ 着脱リング付勢ばね
４１ 押し子付勢ばね
４２ ばね収容部
４３ 連結リング
４４ ストッパ
４５ ボールプッシャ
４６ ボールプッシャ付勢ばね
Claims (7)
- 麻酔薬が封入されたカートリッジのゴム栓を押圧移動させて歯科用注射針へ麻酔薬を流入させ、針先から麻酔薬を吐出させる歯科治療麻酔薬用電動注射器において、
カートリッジのゴム栓を押圧移動させる押し子と、
押し子に駆動力を伝達する伝達機構部と、
伝達機構部に駆動力を付与する駆動モータと、
駆動モータを制御する制御部と、
を備え、
制御部は、注入当初は注入速度を増加させ、所定期間経過後は一定の注入速度となるように、駆動モータを駆動して押し子の移動量を制御することを特徴とする歯科治療麻酔薬用電動注射器。 - 請求項１記載の歯科治療麻酔薬用電動注射器において、
ブザー音および／またはメロディ音楽を出力する再生部を備え、
前記制御部は、麻酔薬の注入動作中にブザー音および／またはメロディ音楽を出力するように再生部を制御し、
歯科治療麻酔薬用電動注射器が注入動作中であることを認知させるとともに患者に安心感を抱かせることを特徴とする歯科治療麻酔薬用電動注射器。 - 請求項１または請求項２記載の歯科治療麻酔薬用電動注射器において、
注入動作開始の操作を、窓穴部を覆うことで行う光反射式センサの操作部を備え、
操作入力時における歯科治療麻酔薬用電動注射器の不要な移動を防止し、痛みの原因となる針先の移動を減少させることを特徴とする歯科治療麻酔薬用電動注射器。 - 請求項３記載の歯科治療麻酔薬用電動注射器において、
前記操作部は、
歯科治療麻酔薬用電動注射器を把持する手で窓穴部を覆って操作入力する光反射式センサの第１操作部と、
指で窓穴部を覆って操作入力する光反射式センサの第２操作部と、
を備えるものとし、
第１操作部および第２操作部を共に操作する場合のみ注入動作を行うようにして誤動作を防止することを特徴とする歯科治療麻酔薬用電動注射器。 - 請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の歯科治療麻酔薬用電動注射器において、
前記伝達機構部は、
カバーケースに設けられるロック解除ボタンと、
ロック解除ボタンが押下されたときに伝達機構部による伝達を解放するクラッチ機構部と、
を備え、
ロック解除ボタンを押下してクラッチ機構部により伝達機構部の伝達を切断した状態で押し子を押圧して移動できようにし、ロック解除ボタンを解放してクラッチ機構部により伝達機構部の伝達を繋げることを特徴とする歯科治療麻酔薬用電動注射器。 - 請求項５記載の歯科治療麻酔薬用電動注射器において、
麻酔薬１．０ｍｌおよび麻酔薬１．８ｍｌという長さが異なる２種類のカートリッジを共に保持する１つのカートリッジホルダとし、
カートリッジホルダを歯科治療麻酔薬用電動注射器にセットするとき、ロック解除ボタンを押下してクラッチ機構部により伝達機構部の伝達を切断した状態とし、カートリッジのゴム栓に接触した状態で押し子を移動しつつカートリッジホルダが取り付けられ、ばね力により押し子がゴム栓に一定圧力で接触した状態のスタート位置となることを特徴とする歯科治療麻酔薬用電動注射器。 - 請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の歯科治療麻酔薬用電動注射器において、
溝付き外周面を有するカートリッジホルダが接合されるカートリッジホルダ接合部は、
回転体形状の筒体を含む連結リングと、
連結リングの筒内に配置されるボールプッシャ付勢ばねと、
連結リングの筒内にあって、ボールプッシャ付勢ばねによりカートリッジホルダの挿入方向と反対方向に付勢され、多段状外周面を有する円筒体であるボールプッシャと、
連結リングの筒外に配置される着脱リング付勢ばねと、
連結リングの筒外にあって、着脱リング付勢ばねによりカートリッジホルダの挿入方向と反対方向に付勢され、溝付き内周面を有する円筒体である着脱リングと、
ボールプッシャの多段状外周面と着脱リングの溝付き内周面との間を移動するように、連結リングに配置される第１ボールと、
接合されたカートリッジホルダの溝付き外周面と着脱リングの溝付き内周面との間を移動するように、連結リングに配置される第２ボールと、
を備え、
カートリッジホルダが挿入されたときに、カートリッジホルダがボールプッシャを押圧してカートリッジホルダとボールプッシャとが連動して移動することにより、第１ボールをボールプッシャ側に、および、第２ボールをカートリッジホルダ側に移動させるとともに、第１ボールによる移動拘束から解放された着脱リングがカートリッジ挿入方向と反対方向に移動して第１ボールおよび第２ボールを押圧することで、カートリッジホルダを接合することを特徴とする歯科治療麻酔薬用電動注射器。
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