JP2011078517A - Syringe drive apparatus and syringe drive method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、注射薬、点滴薬の混合作業等に利用するシリンジのピストンの押出しおよび引出しを支援するシリンジ駆動装置およびシリンジ駆動方法に関するものである。 The present invention relates to a syringe driving device and a syringe driving method for assisting in pushing and pulling out a piston of a syringe used for mixing an injection and a drip.
注射薬、点滴薬を混合する作業において、手作業でバイアル(薬液容器)の薬液をシリンジに吸引したり、シリンジの薬液をバイアルへ排出したりすることがある。ところが、その後、バイアルの内圧が高い状態のまま、バイアルからシリンジの針を抜いてしまうと、大気圧よりバイアルの内圧が高いため、バイアルから薬液が外部へ噴出してしまう。 In the operation of mixing an injection drug and a drip drug, the drug solution in the vial (drug solution container) may be manually sucked into the syringe or the drug solution in the syringe may be discharged into the vial. However, after that, if the needle of the syringe is removed from the vial while the internal pressure of the vial is high, the internal pressure of the vial is higher than the atmospheric pressure, so that the drug solution is ejected from the vial to the outside.
薬液の中には劇薬もあるため、このような薬液の噴出は大きな問題である。薬液の噴出を抑えるために、バイアルからシリンジの針を抜く時、バイアルとシリンジとの間で内圧調整をしてバイアルの内圧を大気圧と同じくらいに下げてから、シリンジをバイアルから抜き出している。 Since there are powerful drugs in the chemicals, such ejection of chemicals is a big problem. In order to suppress the injection of the drug solution, when removing the syringe needle from the vial, the internal pressure is adjusted between the vial and the syringe to reduce the internal pressure of the vial to about the atmospheric pressure, and then the syringe is withdrawn from the vial. .
また、医療現場で行われる薬液の混合作業を補助する目的で、シリンジのピストンを、モータの駆動力を使って押したり引いたりするシリンジ駆動装置が検討されている。 In addition, a syringe driving device that pushes and pulls a piston of a syringe using a driving force of a motor has been studied for the purpose of assisting a mixing operation of a medical solution performed at a medical site.
手作業で混合作業を行う場合、ピストンを押している感覚から、シリンジの内圧(一体化しているため、バイアルの内圧と等しい)が大気圧と同じくらいであるか否かがわかる。よって、シリンジの内圧(バイアルの内圧)が高すぎると感じた場合、バイアルとシリンジとの間で内圧調整をした上で、シリンジの内圧(バイアルの内圧)を大気圧と同じくらいに下げてシリンジをバイアルから抜き出している。 When the mixing operation is performed manually, it can be determined whether or not the internal pressure of the syringe (which is integrated and equal to the internal pressure of the vial) is about the same as the atmospheric pressure from the feeling of pushing the piston. Therefore, if you feel that the internal pressure of the syringe (internal pressure of the vial) is too high, adjust the internal pressure between the vial and the syringe, and then lower the internal pressure of the syringe (internal pressure of the vial) to the same level as the atmospheric pressure. From the vial.
しかし、操作者(薬剤師や看護師など)が、前述のようなシリンジ駆動装置を用いると、モータの操作ボタンを押す感触からシリンジの内圧(バイアルの内圧)を感じることができないので、別途シリンジ内圧を検出する必要がある。 However, when an operator (pharmacist, nurse, etc.) uses a syringe drive device as described above, the internal pressure of the syringe (vial internal pressure) cannot be felt from the touch of pressing the operation button of the motor. Need to be detected.
薬液の混合作業に用いるシリンジ駆動装置ではないが、薬液が正常に輸液されているか否かを検知しながら、シリンジのピストンにモータで負荷をかけて動かし、患者へ自動的に輸液を行う輸液装置が考えられている(例えば、特許文献1を参照)。 Although it is not a syringe drive device that is used for mixing chemicals, an infusion device that automatically infuses the patient by moving the syringe piston with a motor while detecting whether or not the chemical is normally infused (For example, refer to Patent Document 1).
図19に示す従来の輸液装置1は、薬液が正常に輸液されているか否かを、ピストンの押圧を検出することにより監視している。
The
この輸液装置1では、送りネジ2の駆動に伴いスライダ3を一方向に駆動させることで、ピストン4を移動させて、チューブ5を介して薬液を送り出すようにしている。
In this
送りネジ2の右端近傍には、モータ6の出力軸のギアに歯合するギア7が固定される。それと共に、右壁面部8に穿設された孔部を通過し、さらに圧力調整手段である歪みゲージ9を固定したバネ板9aが設けられ、そのバネ板9aに固定された軸受により、送りネジ2が軸支されている。この輸液装置1は、チューブ5が折れ曲がりなどで閉塞状態になると、作業者へ注意勧告が必要として、その閉塞状態を表示ランプ(図示せず)で作業者へ知らせるように構成されている。
A gear 7 that meshes with the gear of the output shaft of the motor 6 is fixed near the right end of the
従来の歪みゲージ9を用いてシリンジ内圧を検出するシリンジ駆動装置で薬液の混合作業を行う場合、シリンジ内圧が大気圧より高い正圧状態であることを、表示ランプ等で作業者へ注意勧告しても、その表示ランプを作業者が見落とす可能性がある。その場合、シリンジ駆動装置は停止するが、バイアルからシリンジの注射針を抜き出すと、内圧差によりバイアルから薬液が噴出してしまう。 When mixing a chemical with a syringe drive device that detects the internal pressure of a syringe using a conventional strain gauge 9, the operator recommends that the internal pressure of the syringe is a positive pressure higher than atmospheric pressure with an indicator lamp. However, the operator may overlook the indicator lamp. In that case, the syringe drive device stops, but if the syringe needle of the syringe is extracted from the vial, the drug solution is ejected from the vial due to the internal pressure difference.
本発明は、このような課題を解決するために、シリンジ内圧が大気圧より高すぎた場合は、自動的にシリンジ内圧を調整する安全装置を備えたシリンジ駆動装置を提供することを目的とする。 In order to solve such a problem, an object of the present invention is to provide a syringe driving device including a safety device that automatically adjusts the syringe internal pressure when the syringe internal pressure is too high. .
そしてこの目的を達成するために、本発明のシリンジ駆動装置は、シリンジを固定するシリンジ固定部と、前記シリンジ固定部に固定されたシリンジのピストンの鍔を支持する支持部と、前記支持部の並進移動により前記ピストンの押し引きを行う伝達部と、前記伝達部に動力を与える動力源と、を備え、前記支持部または前記伝達部の少なくとも一方に、前記ピストンが前記動力源の影響を受けず一定の区間自由に並進移動するための自由移動区間が形成されたことを特徴とする。 And in order to achieve this object, the syringe drive device of the present invention comprises a syringe fixing part for fixing a syringe, a support part for supporting a flange of a piston of a syringe fixed to the syringe fixing part, A transmission unit that pushes and pulls the piston by translational movement; and a power source that supplies power to the transmission unit. The piston is affected by the power source at least one of the support unit and the transmission unit. It is characterized in that a free movement section for translation in a certain section freely is formed.
また、この目的を達成するために、本発明のシリンジ駆動方法は、シリンジ駆動装置にシリンジを固定し、操作部からの駆動信号により前記シリンジのピストンを押し引きするシリンジ駆動方法であって、前記操作部が駆動信号の発信を終えると、前記駆動信号による前記ピストンの駆動方向と逆方向に前記ピストンを駆動させる戻し信号を前記操作部が発信することを特徴とする。 In order to achieve this object, the syringe driving method of the present invention is a syringe driving method in which a syringe is fixed to a syringe driving device and the piston of the syringe is pushed and pulled by a driving signal from an operation unit, When the operation unit finishes transmitting the drive signal, the operation unit transmits a return signal for driving the piston in a direction opposite to the drive direction of the piston by the drive signal.
本発明によれば、シリンジ内圧が大気圧より高すぎた場合に、自動的にシリンジ内圧を調整することが可能である。 According to the present invention, it is possible to automatically adjust the syringe internal pressure when the syringe internal pressure is higher than the atmospheric pressure.
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、同じ構成には、同じ符号を付して、適宜説明を省略している。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted as appropriate.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1におけるシリンジ駆動装置10の断面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view of a
図1に示すように、シリンジ駆動装置10は、シリンジ11の外筒12を固定するシリンジ固定部13と、シリンジ11のピストン14を支持する支持部15と、支持部15を並進移動(シリンジ11の長手方向へ移動)させピストン14の押出しおよび引出しを行う伝達部16と、伝達部16に動力を与えるモータ部17と、を備える。
As shown in FIG. 1, the
さらに、シリンジ駆動装置10は、モータ部17に流れる電流を制御する制御部18と、制御部18へ支持部15を押し出す又は引き出すように移動信号を出力する操作部19と、シリンジ駆動装置10を動かすための電流を蓄電するバッテリー部20と、伝達部16の一部を固定した基台部21と、を備える。
Furthermore, the
伝達部16の一部(モータ部17、制御部18、操作部19、バッテリー部20、基台部21)は収納ケース22に収まり、この収納ケース22はシリンジ駆動装置10の握り手にもなる。
A part of the transmission unit 16 (the
シリンジ駆動装置10は携帯型であり、握り手にもなる収納ケース22を例えば右手で握り、その状態で、人差し指の先で操作部19の操作ボタン23、24を押して操作するようになっている。
The
そして、操作者が人差し指で操作ボタン23を押すと、操作部19から移動信号が出力され、移動信号が入力された制御部18はモータ部17に正電流を流してモータ部17を回転させる。モータ部17の回転は、伝達部16(回転軸17a、ウォーム25、ウォームホイール26、ウォームホイール26と係合する、はすば歯車26a(破線で示す)、はすば歯車26aと一体となって回転するピニオン27、ピニオン27の回転を直線方向の移動に変換するラック28)を伝わり、支持部15が押出し方向(図1の紙面左方向)へ移動する。その結果、支持部15で支持するピストン14も押し出され、シリンジ11内の薬液も押出される。
When the operator presses the
そして、操作者が操作ボタン23を押している人指し指を離して、操作部19が移動信号の出力を終えると、操作部19から戻し信号が発信され、制御部18はモータ部17へ所定の時間だけ負電流を流す。すると、支持部15が少し引き戻される。
When the operator releases the index finger pressing the
このように、本実施の形態1のシリンジ駆動装置10では、操作者が操作ボタン23を離すと、支持部15が少し引き戻される(図1の引出し方向に移動する)。その理由は、詳しくは後述するが、支持部15にある自由移動部となすスペース42でシリンジ内圧の圧力調整を可能とするためである。
As described above, in the
薬液の混合作業のために、シリンジ11の注射針30をバイアル31に刺して、シリンジ11内の薬液をバイアル31内へ押出した場合、内圧調整をせずにバイアル31から注射針30を抜いてしまうと、バイアル内圧と大気圧との圧力差で、バイアルから薬液が噴出してしまうことがある。
When the
こういうことが起こらないように、本実施の形態1では、シリンジ駆動装置10に自動的に内圧調整が行われる構造としている。ここでは、支持部15に形成され、自由移動区間となるスペース(隙間)42が安全装置として機能し、これによりシリンジ11の圧力調整可能状態とすることで、自動的にシリンジ11の内圧調整がなされる。
In order to prevent this from happening, the first embodiment has a structure in which the
支持部15は、伝達部16により押出される場合にシリンジ11のピストン14の鍔40に連結する押出し結合部41と、ピストン14の鍔40が自由に動くスペース42と、伝達部16により引き出される場合にピストン14の鍔40に連結する引出し結合部43と、を備える。
The
スペース42は、ピストン14がある一定の区間だけモータ部17の回転に関係なく自由に並進移動するための部分であり、例えば、車のステアリングの遊びに相当するものである。
The
なお、図2は、引出し結合部43を正面から見た図(注射針30の方向から見た図)である。ピストン14の支柱は丸棒状であり、引出し結合部43の凹部43aにピストン14の支柱が嵌る。そして、ピストン14が押出し方向や引出し方向に移動する時は、この凹部43aとピストン14の支柱とが摺動する。
2 is a view of the
次に、操作部19が移動信号の出力を終えると、スペース42で圧力調整を可能とするために、操作部19は、支持部15を逆方向へ移動するための戻し信号を発信する。図3(a)〜(c)を用いて、これらの動作を説明する。
Next, when the
図3は、薬液の押出しを説明するためのシリンジ駆動装置10の断面図であり、(a)は、支持部15がピストン14を押出している状態を示す図であり、(b)は、支持部15が停止した状態を示す図であり、(c)は、支持部15がピストン14を引出している状態を示す図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the
なお、図3では、モータ部17、制御部18、操作部19等の一部の部材は省略して、図示していない。
In FIG. 3, some members such as the
図3(a)は、支持部15が伝達部16の力を受けて、押出し方向へ移動するのを示している。支持部15が押出し方向へ移動すると、鍔40と押出し結合部41が面接触する。そして、支持部15の力が押出し結合部41および鍔40を介してピストン14に伝わり、ピストン14はシリンジ11内の薬液をバイアル31内へ押出す。
FIG. 3A shows that the
シリンジ11内の薬液を押出しが充分になったら、操作者は操作ボタン23を離す。すると、支持部15は一瞬止まる。図3(b)が支持部15を停止させた時の図である。図3(b)では、鍔40と押出し結合部41は連結している。
When the chemical solution in the
操作者が操作ボタン23を離すと、支持部15が逆方向(引出し方向)へ移動する戻し信号が発信されて、支持部15は引出し方向へ移動する。しかし、ピストン14は支持部15に引きずられない。この時、ピストン14の支柱は引出し結合部43の凹部43aを摺動しており、鍔40は引出し結合部43に引出されない(すなわち、鍔40は移動しない)。
When the operator releases the
そして、圧力調整距離ΔLだけ、支持部15が逆方向(引出し方向)へ移動すると、戻し信号の出力は終わり、支持部15は停止する。
When the
この時、バイアル31の内圧と大気圧がほぼ同じであれば、バイアル31の内圧調整ができており、バイアル31からシリンジ11の注射針を抜いても問題ない。一方、バイアル31の内圧が大気圧より高い正圧状態であれば、図4に示すように、ピストン14はバイアル31の内圧に押されて引出し方向(図4の紙面右方向)に移動する。この時、鍔40はスペース42にあり、ピストン14の支柱は引出し結合部43を摺動する、そのため、鍔40は、支持部15の影響を受けず、バイアル31の内圧が大気圧とほぼ同じになるまで自然移動した後に停止する。
At this time, if the internal pressure of the
このように停止した状態では、バイアル31の内圧とシリンジ11の内圧はほぼ等しくなる。
In such a stopped state, the internal pressure of the
続いて、シリンジ駆動装置10の押出しの時に行われる操作部19の動作について、図5のフローチャートを用いて説明する。
Next, the operation of the
まず、操作部19では、操作ボタン23が押されてON状態になったか否かを検出する(ステップS1)。操作ボタン23がOFF状態であれば、ステップS1に戻り操作ボタン23の検出を繰り返すが、操作ボタン23がON状態であれば、制御部18へ押出し信号を発信する(ステップS2)。制御部18は、押出し信号を受けるとモータ部17へ正電流を流し、その正電流によりシリンジ駆動装置10は支持部15を押出す。
First, the
そして、操作部19は、再度、押出し操作ボタン23が押されてON状態であるか否かを検出する(ステップS3)。操作ボタン23が押されてON状態であれば、ステップ2に戻り、制御部18へ押出し信号を発信する。操作ボタン23が離されてOFF状態であれば、制御部18へ発信された戻し信号により、シリンジ駆動装置10は、圧力調整距離ΔLだけ支持部15を引き戻す。
And the
よって、本実施の形態1のシリンジ駆動装置10は、シリンジ内圧(バイアル内圧)が大気圧より高すぎた場合は、自動的にシリンジ内圧(バイアル内圧)が調整される構成となる。
Therefore, the
また、シリンジ駆動装置10におけるピストン14の移動量を視認することで、バイアル31とシリンジ11との内圧差を知ることが可能である。よって、ピストン14の一部は、操作者から見えるようにシリンジ駆動装置10から露出していることが好ましい。
Further, by visually recognizing the movement amount of the
なお、シリンジ駆動装置10は、シリンジ11の内圧が大気圧に対して負圧の場合でも、自動的に内圧調整をすることが可能である。このような状態について、負圧が発生しやすい、薬液の引出しの場合を用いて説明する。
Note that the
図6は、本発明の実施の形態1の薬液の引出しを説明するシリンジ駆動装置10の断面図であり、(a)は、支持部15がピストン14を引いている図であり、(b)は支持部15がピストン14を止めたる図であり、(c)は支持部15がピストン14を逆方向へ移動した図である。この図6(a)〜(c)を用いて、薬液の引き出す動作について説明する。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the
なお、図6(a)〜(c)では、モータ部17、制御部18、操作部19等の一部の部材は省略している。
6A to 6C, some members such as the
図6(a)は、支持部15が伝達部16の力を受けて引出し方向へ移動する状態を示している。操作者が操作ボタン24を押すと、支持部15が引出し方向へ移動する。そして、鍔40と引出し結合部43が面接触する。そして、支持部15の力が引出し結合部43および鍔40を介してピストン14に伝わり、ピストン14はバイアル31内の薬液をシリンジ11内へ引き出す。
FIG. 6A shows a state in which the
シリンジ11内の薬液を引出しが充分になったら、操作者は操作ボタン24を離し、支持部15を一瞬止める。図6(b)が支持部15が停止した状態を示す図である。図6(b)で、鍔40と引出し結合部43は連結している。
When the drug solution in the
操作者が操作ボタン24を離すと、支持部15が逆方向(押出し方向)へ移動する戻し信号が発信されて、支持部15は押出し方向へ移動する。しかし、この場合は、ピストン14は支持部15の移動の影響を受けない。この時、ピストン14の支柱は、引出し結合部43を摺動し、鍔40は、引出し結合部43の移動に影響されずに停止している。
When the operator releases the
そして、圧力調整距離ΔMだけ支持部15が逆方向(押出し方向)へ移動すると、戻し信号は終わり、支持部15は停止する。
Then, when the
支持部15が圧力調整距離ΔMだけ逆方向へ移動したことを検出する手段としては、例えば、モータ17の回転角度を検出するエンコーダを利用することができる。圧力調整距離ΔMに対応するモータ17の回転角度を計測することで、移動量を検出することが可能である。
As a means for detecting that the
また、モータ17が略一定速度で駆動される様に制御し、一定時間だけ逆方向への駆動を許可する様にしてもよい。ΔMに略等しい移動距離を移動させることが出来る。
Alternatively, the
この時、バイアル31の内圧と大気圧がほぼ同じであれば、内圧調整ができており、バイアル31から注射針を抜いても問題ない。一方、バイアル31の内圧が大気圧より低い負圧状態であれば、ピストン14はバイアル31の内圧に引かれて、押出し方向(図6(c)の紙面左方向)に移動する。この時、鍔40はスペース42にあり、ピストン14の支柱は押出し結合部41を摺動する。そのため、鍔40は、支持部15の影響を受けず、バイアル31の内圧が大気圧とほぼ同じになるまで自然移動した後に停止する。
At this time, if the internal pressure of the
よって、本実施の形態1のシリンジ駆動装置10は、シリンジ内圧が大気圧より低すぎた場合は、自動的にシリンジ内圧が調整される構成となる。
Therefore, the
このように、本実施の形態1のシリンジ駆動装置10は、シリンジ内圧が大気圧と比べて大きな差があった場合、自動的にシリンジ内圧が調整される構成となる。
As described above, the
さらに、支持部15に自由移動部となすスペース(隙間)42を設け、このスペース42にピストン14の鍔40が位置するように構成することで、操作者が鍔の動きを確認しやくなる。つまり、収納ケース22を握りシリンジ駆動装置10を操作する場合、シリンジ駆動装置10の支持部15が上方にくるので、操作者の顔と支持部15が近づき、鍔の動きを確認しやくなる。
Furthermore, by providing a space (gap) 42 that serves as a free movement portion in the
また、本実施の形態1のシリンジ駆動装置10は、歪みゲージ等の応力検出部品がなくともシリンジ内圧の検出ができるので、低コスト化も可能となる。
Moreover, since the
なお、シリンジ11内圧と大気圧との圧力差を検出するために、圧力調整距離ΔL、ΔMを短めにして、鍔40がスペース42の中間に来るようにして、正圧、負圧どちらでも検出できるようにして使うことが、より好ましい。
In order to detect the pressure difference between the internal pressure of the
また、押出し結合部41と鍔40とが面接触する部分と、引出し結合部43の鍔40とが面接触する部分に、歪みゲージ等の応力検出部品を設置して、面接触が発生した場合にLED等の発光部品を光らせるようにしてもよい。つまり、暗い居室等で鍔の動きを目視することが困難な場合でも、発光部品を利用することで検出が可能になる。
In addition, when a stress detection component such as a strain gauge is installed in a portion where the
(実施の形態2)
上述したシリンジ駆動装置10は、ピストン14を押出したり引出したりする支持部15が、ひとつのラック28と連結している構造のため、片方モーメント荷重が発生してしまう。
(Embodiment 2)
Since the
片方モーメント荷重が発生すると、支持部15に極めて大きな力が発生する。そのため、支持部15は片方モーメント荷重に耐えるだけの強度を持つように大きく(肉厚)する必要があり、この結果として、装置が大型化してしまう。
When a one-side moment load is generated, an extremely large force is generated in the
本実施の形態2では、2つのラックを設けたシリンジ駆動装置50に、自由移動部となるスペース(隙間)59を設け、自動的にシリンジ内圧を調整できるようにしたものである。2つのラックを設けることで、片方モーメントが発生せず、シリンジ駆動装置50を小型化できる。そのため、特に、携帯型のシリンジ駆動装置に有用である。
In the second embodiment, a
以下、本実施の形態2を、図7、図8を用いて説明する。図7に示すように、シリンジ駆動装置50の上方には、シリンジ51の外筒52を保持するシリンジ固定部53を設けている。
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 7, a syringe fixing portion 53 that holds an
外筒52を保持するシリンジ固定部53は、上面が開口した円状の凹部により形成されている。そして、このシリンジ固定部53内に外筒52の後部が収納された状態で、外筒52の上面に、押さえ具111が装着されるようになっている。
The syringe fixing portion 53 that holds the
また、外筒52内に挿入されたピストン54の後端には、鍔56が設けられており、この鍔56は支持部57に支持される。
A
支持部57は、押出し結合部58、自由移動部となすスペース59、引出し結合部60からなる。そして、スペース59に配置される鍔56は、ピストン54の支柱が引出し結合部60に摺動するので、スペース59を自由に動くことができる。
The
さて、支持部57は、図8に示すように、ピストン54の軸方向に直交する両側で円柱状のラック64、65の後端に結合されている。
Now, as shown in FIG. 8, the
これらのラック64、65の中間部分は、シリンジ固定部53と一体となったラック支持部66、67で軸支されている。なお、実施の形態1の収納ケース22内の構成と略同一のため説明は省略するが、ケース部68内には、モータ部と操作部が配置されている。
Intermediate portions of the
このような構成のシリンジ駆動装置50は、ケース部68内にあるモータ部の力によって、操作者により操作ボタン112、113が押されると、操作部は移動信号を発信し、支持部57を押し出すか引き出す動作を行う。この時、2つのラックによる両持ち構造なので、片方モーメントが発生せず、安定してシリンジ駆動させることができる。そして、操作部は移動信号の発信を終えると、スペース59によりピストン54が自由に並進移動できるよう、支持部57が逆方向へ移動する戻し信号を発信する。
In the
本実施の形態2のシリンジ駆動装置50は、シリンジ内圧の自動調整機能に加えて、実施の形態1のシリンジ駆動装置10に比べて、より安定してシリンジ駆動をさせることが可能なものである。
In addition to the syringe internal pressure automatic adjustment function, the
(実施の形態3)
本実施の形態3のシリンジ駆動装置は、自由区間形成部となす自由回転部連結部を伝達部の連結ギアとピニオンが有することを特徴とする。
(Embodiment 3)
The syringe drive device according to the third embodiment is characterized in that the connecting gear and the pinion of the transmission unit have a free rotating part connecting part that forms a free section forming part.
図9は、本発明の実施の形態3におけるシリンジ駆動装置80の断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view of the
図9に示すようにシリンジ駆動装置80は、ピストン14を支持する支持部81と、支持部81を並進移動(シリンジ11の長手方向へ移動)させピストン14の押出しおよび引出しを行う伝達部82と、伝達部82に動力を与えるモータ部17と、操作部(図示せず)を備える。本実施の形態3では、支持部81の押出し結合部84と引出し結合部85の両方ともに鍔40が接しており、前述の実施の形態1のように支持部に自由移動部となるスペース(隙間)を設けていない。
As shown in FIG. 9, the
そして、操作者がシリンジ駆動装置80の押出し指示用の操作ボタンを押すと、操作部から移動信号が出力されることにより制御部がモータ部17に正電流を流して、モータ部17を回転させる。モータ部17の回転は、伝達部82(回転軸17a、ウォーム25、ウォームホイール26、ウォームホイール26と係合するはすば歯車86、はすば歯車86と一体となって回転するピニオン83、ピニオン83の回転を直線方向の移動に変換するラック28)を伝わり、支持部81を押出し方向へ移動させる。その結果、支持部81で支持されたピストン14も押し出される。
When the operator presses the push button for pushing the
なお、図10に示すように、連結ギアとなすはすば歯車86は、ピニオン83と一体となって回転するが、ピニオン83およびはすば歯車86は、互いの回転に影響を受けないで自由に一定の角度を回転する自由回転連結部(図示せず)を有する。
As shown in FIG. 10, the
この自由回転連結部を構成するために、詳しくは後述するが、はすば歯車86の中心には回転部があり、この回転部がピニオン83の中心にある連結穴に固定されている。そして、はすば歯車86とピニオン83とは、独立して回転する。だだし、はすば歯車86とピニオン83とは、回転拘束機構を備えているために、一定の角度しか回転できない。
As will be described later in detail in order to constitute this free rotation connecting portion, there is a rotating portion at the center of the
そして、操作部は、移動信号の発信を終えると、ピニオン83がはすば歯車86の回転に影響を受けずに自由に回転する自由回転状態になるように、支持部81が逆方向へ移動する戻し信号を発信する。
When the operation unit finishes transmitting the movement signal, the
図11は、はすば歯車86の側面図であり、ピニオン83と対向する面である。はすば歯車86の内側の中央部が盛り上がり、この中央部86aから回転部88、及び突起部89が突出する。
FIG. 11 is a side view of the
図12は、ピニオン83とラック28の側面図であり、中心の連結穴90にはすば歯車86の回転部88が嵌り、固定されている状態を示す図である。さらに、ピニオン83には、はすば歯車86の突起部89が入る可動溝91が存在する。
FIG. 12 is a side view of the
上述した回転拘束機構とは、図12と図13で示す突起部89と可動溝91による機構のことである。はすば歯車86とピニオン83は、回転部88により独立して自由に回転するが、図13のように突起部89が可動溝91の端にくると、独立して回転できなくなり、はすば歯車86とピニオン83は一体となって回転する。
The rotation restraining mechanism mentioned above is a mechanism by the
このようにして、ピニオン83とはすば歯車86に回転拘束機構を含む自由回転連結部を設ける。この自由回転連結部は、実施の形態1または2における自由移動部に相当する。
In this way, the
よって、操作者が押出し用の操作ボタンを押している人指し指を離して、操作部が移動信号の出力を終えると、操作部から戻し信号が発信され、制御部はモータ部17へ所定の時間だけ負電流を流す。すると、支持部81が少し引き戻され、自由回転連結部を有するはすば歯車86およびピニオン83で圧力調整することができる。
Therefore, when the operator releases the index finger pushing the push-out operation button and the operation unit finishes outputting the movement signal, a return signal is transmitted from the operation unit, and the control unit negatively applies to the
本実施の形態3のシリンジ駆動装置80は、シリンジ内圧の自動調整機能に加えて、ピストンの鍔を固定することが可能であるため、その駆動時にピストンががたつかない、より安定したシリンジ駆動が可能である。
In addition to the automatic adjustment function of the syringe internal pressure, the
なお、自由回転連結部を有する連結ギアとなす中型平歯車92およびピニオン83を、図7に示すようなダブルラック型のシリンジ駆動装置に用いるとよい。
Note that the medium-
図14はダブルラック型のシリンジ駆動装置のギア構成を示す図である。 FIG. 14 is a diagram showing a gear configuration of a double rack type syringe drive device.
モータ部95は傘歯車96を回転する。そして、この傘歯車96の回転は、変換ギア97、回転軸98を介して2つの小型平歯車93を回転する。
The
そして、中型平歯車92が内側に、ピニオン83が外側に配置することで、ラック64、65の間隔を広くしながら、小型平歯車93の間隔を小さくすることができる。
By arranging the
モータ部95を握り手部99の内部に配置する場合、握り手部99の厚みを抑える必要がある。自由回転連結部を有するピニオン83と連結ギアとなす中型平歯車92との幅があっても、中型平歯車92を内側に配置することで、握り手部99の厚みは小さくすることができる。
When the
よって、ダブルラック型のシリンジ駆動装置に自由回転連結部を設けても、握り手部は厚くならず内部スペースを有効活用して小型化が可能になる。 Therefore, even if the free-rotation coupling portion is provided in the double rack type syringe drive device, the grip portion is not thickened, and the internal space can be effectively used to reduce the size.
なお、図15に示すように自由回転連結部をウォームホイール26と連結ギアとなす平歯車115で構成してもよい。
In addition, as shown in FIG. 15, you may comprise the free rotation connection part with the
つまり、モータ部の回転を伝える回転軸と、この回転軸が中心を貫くウォームと、このウォームに係合するウォームホイール26と、このウォームホイール26と一体となって回転する連結ギアとなす平歯車115と、この平歯車115と係合するピニオン116と、このピニオン116の回転により直線方向へ移動するラック28とを備え、平歯車115とウォームホイール26は一体となって回転するが、互いの回転に影響を受けないで自由に一定の角度を回転する自由回転連結部を有する構成であってもよい。
That is, a rotating shaft that transmits the rotation of the motor unit, a worm that passes through the center of the rotating shaft, a
(実施の形態4)
本実施の形態4のシリンジ駆動装置は、自由移動部が、伝達部の一部である回転軸およびウォームから成ることを特徴とする。
(Embodiment 4)
The syringe drive device according to the fourth embodiment is characterized in that the free movement unit includes a rotation shaft and a worm that are part of the transmission unit.
図16は、本発明の実施の形態4のシリンジ駆動装置100の断面図である。シリンジ駆動装置100の構成を、以下、説明する。
FIG. 16 is a cross-sectional view of the
シリンジ駆動装置100は、ピストン14を支持する支持部101と、支持部101を並進移動(シリンジ11の長手方向へ移動)させピストン14の押出しおよび引出しを行う伝達部102と、伝達部102に動力を与えるモータ部17と、を備える。本実施の形態4では、支持部101の押出し結合部103と引出し結合部104の両方ともが鍔40と接しており、実施の形態1のように支持部に自由移動部は設けていない。
The
また、回転軸105には、ウォーム106が一定の区間自由に動くことができる摺動部が設けられている。そして、ウォーム106は、図17に示すように、摺動部107(回転軸受108、109の摺動区間)で自由に動くことができる。
Further, the
回転軸105とウォーム106がシリンジ駆動装置100の自由移動部となり、この自由移動部により、ピストン14はモータ部17の影響を受けず一定の区間自由に並進移動することが可能になる。
The
そして、操作者がシリンジ駆動装置100の押出し用の操作ボタンを押すと、操作部から移動信号が出力され、その移動信号に基づいて制御部はモータ部17に正電流を流してモータ部17を回転させる。モータ部17の回転は、伝達部102(回転軸105、ウォーム106、ウォームホイール26と係合するはすば歯車26a、はすば歯車26aと一体となって回転するピニオン27、ピニオン27の回転を直線方向の移動に変換するラック28)を伝わり、支持部101を押出し方向へ移動させる。また、その結果、支持部101で支持されるピストン14も押し出される。
When the operator presses the push-out operation button of the
操作者が押出し用の操作ボタンを離すと、操作部は移動信号の発信を終えた後、ウォーム106が回転軸105を自由に移動できる自由移動状態になるよう、戻し信号を発信する。すると、ウォーム106が回転軸105を滑り自由に移動できる自由移動状態になる。
When the operator releases the push-out operation button, the operation unit transmits a return signal so that the
このような状態になると、支持部101も自由に並進移動が可能になり、シリンジ11の内圧と大気圧との圧力差がある場合に、内圧調整が行なわれる。なぜなら、支持部101の力は、伝達部102を通じてウォーム106に伝わるからである。この時、ウォーム106は、摺動部107をすべるように移動する。つまり、内圧差によるピストン14の力は、ウォーム106と摺動部107からなる自由移動部に吸収され、支持部101は内圧調整分だけ引出し方向に移動する。
In such a state, the
なお、シリンジ駆動装置100は、モータ部17の回転を支持部101の移動に変換する構成であるが、ウォーム106が必ず回転軸受108、109に接している状態でなければモータ部17の回転は支持部101の移動に変換されない。言い換えれば、回転軸受108、109に接している状態でなければ、モータ部17の回転によりウォームホイール26は回転しない。
The
なぜならば、ウォーム106は、摺動部107を自由に回転軸方向へ移動する構成であるためである。
This is because the
図18に示すように、ウォーム106の中心には十字状の穴があり、摺動部107の断面も同様な十字状となっているので、モータ部17が回転すると、回転軸105はモータ部17と一体となって回転しようとする。しかし、ウォーム106と摺動部107は、回転軸方向に自由に動くため、モータ部17の回転する力により、ウォーム106が摺動部107を滑り、ウォーム106が回転軸受109まで移動してしまう。
As shown in FIG. 18, there is a cross-shaped hole in the center of the
そして、回転軸受109まで移動してしまうと、ウォーム106は、回転軸方向に移動することができないために、ここで、ウォーム106が回転し、ウォームホイール26も回転する。
If the
よって、操作者が押出し用の操作ボタンを押すと、まず、ウォーム106が回転軸受109に連結する箇所まで動き、そして、ウォーム106が回転し、支持部101が移動する。
Therefore, when the operator presses the push-out operation button, first, the
そして、操作者が押出し用の操作ボタンを押している人指し指を離して、操作部が移動信号の出力を終えると、操作部から戻し信号が発信され、制御部はモータ部17へ所定の時間だけ負電流を流す。すると、支持部101が引き戻されるのではなく、まず、ウォーム106が摺動部107を移動して、図17のように回転軸受108と接するところで止まり、圧力調整状態を確保する。
Then, when the operator releases the forefinger pushing the push-out operation button and the operation unit finishes outputting the movement signal, a return signal is transmitted from the operation unit, and the control unit applies a negative signal to the
本実施の形態4のシリンジ駆動装置100は、回転軸105とウォーム106のわずかなスペースに自由移動部を自由移動部を設けることが可能である。そのため、実施の形態3に比べて大きなスペースを必要とせずに、より小型化することが可能である。
In the
本発明にかかるシリンジ駆動装置およびシリンジ駆動方法は、シリンジ内圧が大気圧より高すぎた場合、自動的にシリンジ内圧を調整することが可能なので、薬液の混注作業等で有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The syringe drive device and the syringe drive method according to the present invention can be automatically adjusted when the syringe internal pressure is higher than the atmospheric pressure, so that it is useful in a mixed injection operation of a chemical solution.
10、50、80、100 シリンジ駆動装置
11、51 シリンジ
12、52 外筒
13、53 シリンジ固定部
14、54 ピストン
15、57、81、101 支持部
16、82、102 伝達部
17、95 モータ部
17a、105 回転軸
18 制御部
19 操作部
20 バッテリー部
21 基台部
22 収納ケース
23、24、112、113 操作ボタン
25、106 ウォーム
26 ウォームホイール
26a、86 はすば歯車
27、83、116 ピニオン
28、64、65 ラック
30 注射針
31 バイアル
40、56 鍔
41、58、84、103 押出し結合部
42、59 スペース
43、60、85、104 引出し結合部
43a 凹部
66、67 ラック支持部
68 ケース部
86a 中央部
88 回転部
89 突起部
90 連結穴
91 可動溝
92 中型平歯車
93 小型平歯車
96 傘歯車
97 変換ギア
98 回転軸
99 握り手部
107 摺動部
108、109 回転軸受
111 押さえ具
115 平歯車
10, 50, 80, 100
Claims (7)
前記シリンジ固定部に固定されたシリンジのピストンの鍔を支持する支持部と、
前記支持部の並進移動により前記ピストンの押し引きを行う伝達部と、
前記伝達部に動力を与える動力源と、を備え、
前記支持部または前記伝達部の少なくとも一方に、前記ピストンが前記動力源の影響を受けず一定の区間自由に並進移動するための自由移動区間が形成された、
シリンジ駆動装置。 A syringe fixing part for fixing the syringe;
A support portion for supporting a flange of a piston of the syringe fixed to the syringe fixing portion;
A transmission part that pushes and pulls the piston by translational movement of the support part;
A power source that provides power to the transmission unit,
A free movement section is formed in at least one of the support section or the transmission section for the translation of the piston freely in a certain section without being affected by the power source,
Syringe drive device.
請求項1記載のシリンジ駆動装置。 The support portion includes a push coupling portion that is coupled to a flange of the piston when the piston is pushed by the transmission portion, a pull coupling portion that is coupled to the flange of the piston when the piston is pulled by the transmission portion, and The free movement space formed between the push coupling part and the pull coupling part,
The syringe drive device according to claim 1.
請求項1記載のシリンジ駆動装置。 The transmission unit includes a connection gear that is rotated by the power source, a pinion that rotates together with the connection gear, and a rack that converts rotation of the pinion into linear movement, and the connection gear and the Having a free rotation connecting part that rotates together with the pinion and rotates freely at a certain angle without being affected by each other's rotation,
The syringe drive device according to claim 1.
請求項1記載のシリンジ駆動装置。 The transmission unit includes a rotation shaft that transmits rotation of the power source, a worm through which the rotation shaft passes, a worm wheel that engages with the worm, a connection gear that rotates together with the worm wheel, A rack that moves in a linear direction by rotation of the connecting gear, and the connecting gear and the worm wheel rotate together and freely rotate at a certain angle without being affected by each other's rotation. Having a rotating connection,
The syringe drive device according to claim 1.
前記回転軸は、前記ウォームが一定の区間自由に動くことができる摺動部を備える、
請求項1記載のシリンジ駆動装置。 The transmission unit converts a rotation shaft that transmits the rotation of the power source, a worm through which the rotation shaft passes, a worm wheel unit that engages with the worm, and a rotation of the worm wheel unit into linear movement. And a rack to
The rotating shaft includes a sliding portion in which the worm can freely move in a certain section.
The syringe drive device according to claim 1.
前記操作部が駆動信号の発信を終えると、前記駆動信号による前記ピストンの駆動方向と逆方向に前記ピストンを駆動させる戻し駆動信号を前記操作部が発信する、
シリンジ駆動方法。 A syringe drive method of fixing a syringe to a syringe drive device and pushing and pulling the piston of the syringe by a drive signal from an operation unit,
When the operation unit finishes transmitting the drive signal, the operation unit transmits a return drive signal for driving the piston in a direction opposite to the drive direction of the piston by the drive signal.
Syringe driving method.
前記支持部または前記伝達部の少なくとも一方には、前記ピストンが前記動力源の影響を受けず一定の区間自由に並進移動するための自由移動区間が形成された、
請求項6記載のシリンジ駆動方法。 The syringe drive device includes a support portion that supports a flange of the piston, and a transmission portion that pushes and pulls the piston by translational movement of the support portion,
At least one of the support part or the transmission part is formed with a free movement section for the translation of the piston freely in a certain section without being affected by the power source,
The syringe drive method according to claim 6.
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