JP2011098020A - シリンジ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大きな片方向モーメント荷重が発生せず、小型化ができるシリンジ駆動装置を提供する。
【解決手段】本発明のシリンジ駆動装置２０は、シリンダー保持部２４を有するフレーム２５と、ピストン２２を駆動させるピストン駆動部２６と、を備え、ピストン駆動部２６は、シリンダー２１の中心軸２１ａの両側に配置された側部２６ｂを有し、側部２６ｂの側面２６ｃには、中心軸２１ａに沿った方向に２つの従動プーリ２７を配置し、フレーム２５は、シリンダー保持部２４を挟んで両側に側壁部２５ａを有し、その側面２５ｂには、モータ（図示せず）に連結された駆動プーリ２８を配置し、駆動プーリ２８および２つの従動プーリ２７に無端ベルト２９を架けて駆動し、無端ベルト２９の１点２９ａをフレーム２５に対して固定する。これにより、ピストン駆動部２６がピストン２２を往復駆動させてシリンダー２１内に薬剤を吸引する構成としている。
【選択図】図１

Description

本発明は、シリンジを駆動させるためのシリンジ駆動装置に関する。

従来、病院内で、例えば点滴用の薬剤を調合する場合には、瓶詰めされた複数の薬剤をシリンジで抜き出すと共に、このシリンジ内で薬剤を混合して調合している。

そして、この調合後の薬剤は、シリンジから押し出され、例えば点滴袋に充填される。

このシリンジは、一端に注液口と他端に開口とをそれぞれ有する筒状のシリンダーと、このシリンダーの他端の開口からこのシリンダー内に挿入されたピストンとから構成される。このシリンジを用いて瓶内から薬剤を引き出す際には、ピストンをシリンダーから引き出し、また薬剤を点滴袋に押し出す際には、ピストンをシリンダー内に押し込む。

しかしながら、瓶内から薬剤を引き出すためには、ピストンを引く際に発生する負圧に抗してピストンを引き続けなければならず、また薬剤を点滴袋に押し出すためには、その押し出し経路に介在するフィルターなどにより発生する正圧に抗してピストンを押し続けなければならない。この時の負圧や正圧による反力は数十Ｎと極めて大きい。

一般に、薬剤調合は一方の手で薬剤瓶または点滴袋を保持し、他方の手でシリンジを保持しながら操作して行われる。また、状況に応じて、薬剤瓶または点滴袋とシリンジの相対的な姿勢関係を適切に保ちながら行われる。すなわち、片手でシリンジを姿勢保持して数十Ｎの反力に耐えながらピストンの引き出しと押し込みを交互に行う必要があるため、大変煩わしい。

一方で、シリンジ操作を支援する装置として、人体への薬剤の定流量注入などを目的とした、シリンジ駆動装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図７に従来のシリンジ駆動装置の構成図を示す。

このシリンジ駆動装置１０は、シリンジ１のシリンダー２を保持するシリンダー保持部３と、このシリンダー保持部３に保持されるシリンダー２に対してピストン４を軸方向に駆動するピストン駆動部５とを備えた構成である。そして、モータにより送りネジ８が駆動されると、この送りネジ８と係合する被駆動部材７が直動する。ピストン駆動部５は、連結部材６を介して被駆動部材７と連結されており、被駆動部材７の動きに合せてピストン４を駆動させる。

特開昭５９−５１４００号公報

しかしながら、従来のシリンジ駆動装置１０では、ピストン４を駆動するための駆動伝達系は１系統であり、ピストン駆動部５は、ピストン４の真後ろの一点で、このピストン４を押したり引いたりする駆動力をピストン４に伝える片持ち構造となっている。そのため、この駆動力を伝える部分に、いわゆる片方向モーメント荷重がかかる。上述のごとく、このピストン４を駆動する力は数十Ｎと大きく、この駆動力を伝える部分に加わる片方向モーメント荷重も、極めて大きくなる。

さらに、従来のシリンジ駆動装置１０では、このピストン４を駆動するための駆動伝達系を構成する送りネジ８や、それに係合する被駆動部材７、被駆動部材７に連結部材を介して連結されるピストン駆動部５などは、大きな片方向モーメント荷重に耐えるだけの強度の大きなもの（肉厚なもの）となっている。この結果としてシリンジ駆動装置１０が大型化している。

本発明はこのような課題を解決するものであり、大きな片方向モーメント荷重が発生せず、小型化ができるシリンジ駆動装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のシリンジ駆動装置は、シリンダーとピストンとから構成されるシリンジを駆動させるためのシリンジ駆動装置であって、前記シリンダーを保持するシリンダー保持部と、前記シリンダー保持部を挟んだ両側の側壁部の側面に配置されたモータに連結された駆動プーリと、を有するフレームと、前記ピストンの鍔部を保持するピストン保持部と、前記ピストン保持部に接続され前記シリンダーを挟んだ両側の側部の側面に配置された少なくとも２つの従動プーリと、を有し、前記ピストンを前記シリンダーの中心軸の方向に駆動させるピストン駆動部と、両側の前記駆動プーリおよび前記２つの従動プーリに架けられた２つの無端ベルトと、前記２つの従動プーリの間の無端ベルトの少なくとも１点を前記フレームに対して固定するストッパと、を備えた、ことを特徴とする。

本発明のシリンジ駆動装置によれば、大きな片方向モーメント荷重が発生せず、小型化ができるシリンジ駆動装置を実現することができる。

本発明の実施の形態１におけるシリンジ駆動装置の概略構成を示す図で、（ａ）シリンジ駆動装置の斜視図、（ｂ）シリンジ駆動装置の平面図 本発明の実施の形態１におけるシリンジ駆動装置の側面図 （ａ）本発明の実施の形態１におけるシリンジ駆動装置のピストン駆動部の動作を示す模式的な構成図、（ｂ）本発明の実施の形態１におけるシリンジ駆動装置のピストン駆動部の動作を示す模式的な構成図 本発明の実施の形態１におけるシリンジ駆動装置の側面図で、（ａ）ピストンを押し切った状態の側面図、（ｂ）ピストンにより吸引している状態の側面図、（ｃ）ピストンにより吸引している状態の側面図 本発明の実施の形態２におけるシリンジ駆動装置の側面図で、（ａ）ピストンにより吸引している状態の側面図、（ｂ）ピストンにより吸引している状態の側面図、（ｃ）ピストンを押し切った状態の側面図 本発明の実施の形態２におけるシリンジ駆動装置の側面図 従来のシリンジ駆動装置の構成図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、同じ構成要素には同じ符号を付しており、説明を省略する場合もある。また、図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示している。

（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２０の概略構成を示す図で、（ａ）はシリンジ駆動装置２０の斜視図、（ｂ）はシリンジ駆動装置２０の平面図である。ここで、機械的な構造を判りやすく示すために、駆動機構は、その主要部の構成のみを図示している。

図１に示すように、本実施の形態１のシリンジ駆動装置２０は、シリンダー２１とピストン２２とから構成されるシリンジ２３を駆動させるための装置である。このシリンジ駆動装置２０は、シリンダー２１を保持するシリンダー保持部２４を有するフレーム２５と、シリンダー保持部２４に保持されるシリンダー２１に挿入されるピストン２２をシリンダー２１の中心軸２１ａの方向に駆動させるピストン駆動部２６と、を備えている。フレーム２５とピストン駆動部２６間はスライドガイド（図示せず）によって接続され、ピストン駆動部２６は、ピストン駆動方向以外への動きを規制されている。

ピストン駆動部２６は、ピストン２２の鍔部２２ａを保持するピストン保持部２６ａと、ピストン保持部２６ａに接続され、シリンダー２１の中心軸２１ａの両側に配置された側部２６ｂとを有している。これらの側部２６ｂのそれぞれの外側の側面２６ｃには、中心軸２１ａに沿った方向に少なくとも２つの従動プーリ２７を配置している。

フレーム２５は、シリンダー保持部２４を挟んで両側に側壁部２５ａを有し、側壁部２５ａの外側の側面２５ｂには、モータ（図示せず）に連結された駆動プーリ２８を配置している。また、図１の図面奥側の駆動プーリ（図示せず）は駆動プーリ２８と同じ主軸２８ａに取り付けられており、両駆動プーリは左右同期して回転する。駆動プーリ２８および２つの従動プーリ２７に無端ベルト２９を架けて駆動し、２つの従動プーリ２７の間の無端ベルト２９の少なくとも１点２９ａをフレーム２５に対して固定する。このことにより、ピストン駆動部２６がピストン２２を往復駆動させてシリンダー２１内に薬剤を吸引する構成としている。なお、従動プーリ２７は、側面２６ｃに垂直に固定された回転軸（図示せず）を中心として自由に回転可能なプーリである。この従動プーリ２７の回転の方向により、無端ベルト２９が、シリンダー２１の中心軸２１ａに沿った方向のいずれかに送り出されると共に、その送り出された方向に従動プーリ２７と、これが配置されたピストン駆動部２６も移動する。ここで、安全性に配慮して人が操作する指などを巻き込まないようにするために、駆動プーリ２８、従動プーリ２７および無端ベルト２９などを覆うカバー（図示せず）が、左右一対で設けられている。

この構成により、左右一対の無端ベルト２９を、フレーム２５に対して固定して、駆動プーリ２８により左右同期で駆動させる。これにより、左右一対の無端ベルト２９が後述するように送り出されてフレーム２５に対する従動プーリ２７の位置が変わるので、フレーム２５に対するピストン駆動部２６の位置も変化し、ピストン２２が往復運動する。したがって、左右一対の無端ベルト２９によりピストン駆動部２６が駆動される。この左右同期の駆動によって、ピストン２２の鍔部２２ａの近傍に大きな片方向モーメント荷重が発生せず、鍔部２２ａにかかる力は、ピストン駆動部２６の両側の側部２６ｂに分散される。これにより、ピストン２２を駆動するために大きな片方向モーメントに打ち克つ大型の駆動機構が不要となり、小型化したシリンジ駆動装置２０を実現できる。

シリンジ駆動装置２０のピストン駆動部２６は、シリンダー２１の中心軸２１ａに沿った方向に往復運動することで、ピストン２２を往復運動させる。これにより、アンプルなどの薬剤容器（図示せず）の中の薬剤を薬剤容器に挿入された針２１ｂにより、シリンダー２１の中へ吸引できる。同様に、シリンダー２１の中の薬剤は、針２１ｂを介して輸液バッグ（図示せず）などに注入できる。

シリンジ駆動装置２０において、フレーム２５とシリンダー保持部２４とは一体化しており、シリンジ２３のシリンダー２１と共に位置が固定された固定部として働く。一方、上述のピストン２２とピストン駆動部２６とは、固定部に対して可動部として働き、薬剤容器から薬剤を吸引する、あるいは、輸液バッグなどに薬剤を注入するためのピストン２２の駆動を可能とする。

シリンジ駆動装置２０は、フレーム２５に対して位置が固定された無端ベルト２９の少なくとも１点２９ａをフレーム２５に対して固定する、ストッパ３０を備えている。このストッパ３０は、無端ベルト２９を挟む、または、解除するという２形態動作を行う。この２形態動作により、ピストン駆動部２６の手動移動モードと駆動モードとを切り替える。つまり、ストッパ３０が解除された状態である手動移動モードの時には、無端ベルト２９は駆動プーリ２８および従動プーリ２７、案内プーリ２７ａに沿って空回りするので可動部３５は動かない。したがって、ピストン駆動部２６も動かない。また、この時にピストン駆動部にピストン往復方向へ力を加えると、無端ベルト２９は空回りするので、手動でピストン駆動部２６を所定の位置に移動させることができる。

これにより、ピストン駆動部２６を手動操作によって所望の位置に移動できる。この手動移動モードは特にシリンジ２３の装着を行う時に利用できる。例えば、薬剤吸引済のシリンジ（所謂、プレフィルドシリンジ）を装着する際に、ピストン側で位置を合わせる必要が無くなるため、吸引済の薬剤が漏れる危険を冒すことなく容易に装着を行うことができる。

一方、ストッパ３０が無端ベルト２９を挟んで、無端ベルト２９が１点２９ａで固定部のフレーム２５に固定された駆動モードの場合には、１点２９ａが支点となりストッパ３０の左右の無端ベルト２９の一方が、駆動プーリ２８の回転により引き込まれ、一方が送りだされる。これにより、後述するようにピストン駆動部２６に配置された２つの従動プーリ２７がそれに伴って移動する。これにより、ピストン駆動部２６が移動し、ピストン保持部２６ａに固定された鍔部２２ａを移動させることで、ピストン２２が移動する。

この構成により、ストッパ３０を動作させて、無端ベルト２９の１点２９ａを挟む、または、解除するという簡単な動作を行うだけで、ピストン駆動部２６の手動移動モードと駆動モードとを切り替えることができる。このような動作は、片側の無端ベルト２９を挟むだけでも可能であるが、両側にストッパ３０を設け、２つのストッパ３０を連動させることで、ピストン駆動部２６の動作がより安定する。この時に、ストッパ３０は、フレーム２５のシリンダー保持部２４を挟んだ両側の側壁部２５ａの外側の側面２５ｂに対称に配置されて固定されている。

この構成により、左右に支点を設定し両側のストッパ３０を連動させることにより、さらに片方向モーメント荷重の発生を抑えることができる。

図２は、本発明の実施の形態１におけるシリンジ駆動装置２０の側面図である。図２に示すように、シリンジ２３のシリンダー２１はシリンダー保持部２４により保持され、シリンダー保持部２４はフレーム２５に固定されている。シリンジ２３のピストン２２はピストン駆動部２６により、その鍔部２２ａが保持されている。ピストン２２およびピストン駆動部２６は、前述のように、シリンダー２１の中心軸２１ａの方向に、固定部としてのフレーム２５に対して可動部として往復運動を行う。これにより、薬剤容器から薬剤を吸引する、または、輸液バッグなどに薬剤を注入することができる。

図２に示すように、シリンダー保持部２４の下方に握り手部３１を設けている。また、フレーム２５の２つの側壁部２５ａ（図１参照）の外側に、駆動プーリ２８および案内プーリ２７ａが収納されたカバー部３２を設けた構成としている。このカバー部３２は、人の指などが巻き込まれないように安全性を考慮して設けられている。なお、握り手部３１の内部のスペースにモータ３３を配置して、モータ３３の動力をピニオン（図示せず）などにより駆動プーリ２８の主軸２８ａに伝達して、無端ベルト２９を駆動プーリ２８により動作させている。

この構成により、無端ベルト２９と案内プーリ２７ａ、駆動プーリ２８が連動して動作しても、握り手部３１を握る手は、カバー部３２を同時に握るので、手が無端ベルト２９や案内プーリ２７ａ、駆動プーリ２８に触れることがない。これにより、人は安全にシリンジ駆動装置２０を取り扱うことができる。

また、握り手部３１の外周の上面３１ａにピストン駆動部２６を駆動させるための１組のボタン３１ｂ、３１ｃを備えた構成としている。このボタン３１ｂ、３１ｃは、どちらも押されていない時にはモータが動作しない。また、ボタン３１ｂが押された時には、ピストン駆動部２６がピストン２２を押すようにモータ３３が回転し、無端ベルト２９が回転動作を行う。それと共に、ベルトロック機構であるストッパ３０が無端ベルト２９の１点２９ａを動かないように固定することで、この無端ベルト２９の１点２９ａを支点としてベルト２９が回転し、ピストン駆動部２６が針２１ｂに近づくことによりピストン２２が押し出される。これにより、シリンダー２１の中の薬剤が外部に押し出される。

一方、ボタン３１ｃが押された時には、ボタン３１ｂが押された時と同様な動作が行われるが、モータ３３のみ逆方向に回転する。これにより、ストッパ３０から見て左右に配置されたベルト２９の回転する方向が、左右で異なる。その結果、ピストン駆動部２６が針２１ｂから遠ざかることによりピストン２２が引き出される。これにより、針２１ｂが薬剤容器（図示せず）に挿入されている時には、シリンダー２１の中に薬剤が吸引される。

この構成により、上述のボタン３１ｂ、３１ｃの操作により簡単にピストン駆動部２６を駆動したい方向に駆動させることができる。

また、図２に示すように、フレーム２５は、側壁部２５ａの外側の側面２５ｂ（カバー部３２に覆われて直接は見えない）に駆動プーリ２８を挟んで少なくとも２つの案内プーリ２７ａを備えている。これにより、無端ベルト２９を駆動する方向を２つの案内プーリ２７ａにより変えている。すなわち、シリンダー２１の中心軸２１ａに沿った方向から中心軸２１ａに垂直な方向に変えた構成としている。

この構成により、無端ベルト２９が一回転する長さがピストン駆動部２６の位置にかかわらず変化しない。すなわち、無端ベルト２９のうち、シリンダー２１の中心軸２１ａに沿った方向に移動するベルトの長さは常に一定で、中心軸２１ａと垂直な方向に移動するベルトの長さも常に一定となる。したがって、ベルト２９のテンションがピストン駆動部２６の位置により変化することなく、また、無端ベルト２９が従動プーリ２７を介してピストン駆動部に加える力の向きが変化しないため、安定に動作できる。

次にシリンジ駆動装置２０のピストン駆動部２６の動作について具体的に説明する。図３（ａ）、（ｂ）は本発明の実施の形態１におけるシリンジ駆動装置のピストン駆動部の動作を示す模式的な構成図である。

図３に示すように、無端ベルト２９により結合された機構は、駆動プーリ２８を有する固定部３４とピストン駆動部２６に固定して取り付けられた従動プーリ２７を有する可動部３５とで構成される。なお、無端ベルト２９をロックするストッパ３０は固定部に固定されている。

無端ベルト２９は、駆動プーリ２８により矢印２８ｂの方向に駆動され、この動力は固定部３４に取り付けられた案内プーリ２７ａにより無端ベルト２９が駆動される方向を変えられて可動部３５の従動プーリ２７にも矢印の方向に伝達される。ストッパ３０が解除された状態の時には、無端ベルト２９は駆動プーリ２８および従動プーリ２７、案内プーリ２７ａに沿って空回りするので可動部３５は動かない。したがって、ピストン駆動部２６も動かない。また、この時にピストン駆動部にピストン往復方向へ力を加えると、無端ベルト２９は空回りするので、手動でピストン駆動部２６を所定の位置に移動させることができる。

図３（ｂ）に示すように、ストッパ３０が無端ベルト２９を挟み、無端ベルト２９の１点２９ａがストッパ３０と共に固定部３４に固定される。そうすると、このストッパ３０で固定された１点２９ａが支点となり、駆動プーリ２８の矢印２８ｃの方向の動力により、無端ベルト２９は矢印２９ｂに示す方向に巻き取られる。１点２９ａはストッパ３０によって固定部３４に固定されているので、従動プーリ２７が、１点２９ａを支点とする動滑車のように矢印３５ａ方向へ動くので、この従動プーリ２７と一体となったピストン駆動部２６が矢印３５ａの方向に動く。また、駆動プーリ２８により引き込まれた無端ベルト２９は、ピストン駆動部２６に固定されたもう一つの従動プーリ２７方向へと送り出されるので、もう一つの従動プーリ２７が矢印３５ｂの方向に動くことを妨げることはなく、滑らかに動作する。これにより、ピストン駆動部２６は、全体として矢印３５ｃの方向に可動部３５として移動する。

ここで、従動プーリ２７は無端ベルト２９を送り出すのに動滑車のように動くので、駆動プーリ２８で引き込まれる無端ベルト２９の１／２の速度で従動プーリ２７は動く。すなわち、可動部３５の動きは減速され、緩やかに動作させることができる。これにより、駆動プーリ２８の駆動トルクを下げることができるとともに、薬剤の吸引や押し出し動作を緩やかに行うことができる。

また、図３はシリンジ駆動装置２０の側面から見た機構を模式化したもので、機構の片面しか表示されていないが、図１に示すように、シリンジ駆動装置２０は、シリンジ２３の両側に無端ベルト２９と駆動機構が構成されており、左右同期して動くよう構成されている。これにより、ピストン２２の鍔部２２ａの作用点に対して、左右対称の力点が可動部３５に設定されてモーメント荷重が打ち消される。その結果、ピストン駆動部２６は、モータ３３の動力が上述の機構によりロスなくスムーズに伝達される。したがって、モータ３３のパワーを低く設定することができ、シリンジ駆動装置２０を低消費電力化、小型化することができる。

また、可動部３５の可動範囲は図３に示した動滑車状の動作原理により以下のようになる。まず、ピストンの押し出し動作については、図３（ａ）における後方側の従動プーリ２７が後方側の案内プーリ２７ａのほぼ真上に至った時がピストンの押し出し動作の限界位置である。また、ピストンの引き出し動作については前述したピストンの押し出し動作の逆動作であるので、図３（ａ）における前方側の従動プーリ２７が前方側の案内プーリ２７ａのほぼ真上に至った時がピストンの引き出し動作の限界位置となる。このように、可動部３５の可動範囲は従動プーリ２７、案内プーリ２７ａの配置によって決定される。

したがって、従動プーリ２７の位置を前後に調整し、それに伴うベルト経路周長の変化を駆動プーリ２８の位置を上下に移動させて吸収することにより、部品を交換することなく可動部３５の可動範囲を調整することができる。これにより、シリンジ駆動装置２０はそれぞれピストンの押し出し量が異なる複数サイズ、あるいは複数メーカーのシリンジについても柔軟に対応することが可能となる。すなわち、あらかじめシリンジ毎に案内プーリ２７ａの位置を設定しておき、ボタン操作やシリンジ認識により案内プーリ２７ａの位置を切り替え可能にしている。

また、案内プーリ２７ａの位置を前後に調整し、それに伴うベルト経路周長の変化を駆動プーリ２８の位置を上下に移動させて吸収することによっても同様の効果を得ることができる。

また、従動プーリ２７、案内プーリ２７ａそれぞれの位置を前後に調整し、それに伴うベルト経路周長の変化を駆動プーリ２８の位置を上下に移動させて吸収することによっても同様の効果を得ることができる。

次に上述の機構を用いたシリンジ駆動装置２０の動作について説明する。

図４は、本発明の実施の形態１におけるシリンジ駆動装置２０の側面図で、（ａ）はピストン２２を押し切った状態の側面図、（ｂ）、（ｃ）はピストン２２により吸引している状態の側面図を示す。

図４（ａ）に示すように、シリンジ２３をシリンジ駆動装置２０のシリンダー保持部２４に固定する。

次に針２１ｂを薬剤容器（図示せず）に挿入して薬剤容器から薬剤をシリンジ２３に吸引する。図４（ｂ）に示すように、ストッパ３０により無端ベルト２９を挟んでフレーム２５に固定し、ストッパ３０よりも針２１ｂに近い側の無短ベルト２９を送り出すことにより、ピストン駆動部２６を矢印３５ｄの方向に移動させて、ピストン２２を引き出している。これにより、シリンダー２１の空間２１ｃに薬剤を吸引する。

さらに、シリンダー２１の空間２１ｃに薬剤を所定の量だけ吸引するまで、矢印３５ｄの方向にピストン２２を引き続ける。これにより、ピストン駆動部２６は、駆動プーリ２８、従動プーリ２７および案内プーリ２７ａと無端ベルト２９により矢印３５ｄの方向に移動させられる。薬剤容器から薬剤を所定の量だけ吸引すると、駆動プーリ２８の駆動を停止させる。これにより、薬剤の吸引が完了する。

この後に、さらに別の薬剤を吸引するときには、薬剤容器を吸引したい薬剤容器に交換して、上述の動作を繰返す。また、シリンダー２１に吸引した薬剤を輸液バッグ（図示せず）などに注入するときには、上述のピストン駆動部２６の動作を逆に行って、輸液バッグなどに薬剤を注入する。

また、シリンダー２１の空間２１ｃに空気を残して吸引する場合に、薬剤容器から薬剤を吸引している途中で、薬剤容器の中が負圧となり、継続して吸引するのに大きい駆動力が必要となる場合がある。このような場合には、シリンジ駆動装置２０と薬剤容器とを一体として針２１ｂおよび薬剤容器を上部にシリンジ駆動装置２０のフレーム２５を下部にして、空間２１ｃの空気を薬剤容器に押し出す。そのために、ピストン駆動部２６を駆動する無端ベルト２９の回転方向を逆転させて、空間２１ｃの空気を薬剤容器に押し出して、薬剤容器の中の気体の圧力が負圧から大気圧に近い状態になるようにする。その後、無端ベルト２９の回転を再び逆転させて、ピストン駆動部２６によりピストン２２が引かれ、再び薬剤容器から薬剤を吸引するようにしてもよい。

このように、本実施の形態１のシリンジ駆動装置２０は、片手で動作することができ、簡単に姿勢の変更や位置の移動を行うことができるので、薬剤師や看護師などの人の作業負担を軽減することができる。すなわち、片手でシリンジ駆動装置２０を持ち、もう一方の手で薬剤容器などを持って作業ができ、シリンジ２３の操作はボタン操作だけで大きな力を必要としないので、薬剤師や看護師などの人の作業負担を大幅に軽減することができる。また、人の作業負担が大幅に減ることにより、シリンジ２３を扱う作業を安全に確実に行うことができ、針刺しや薬剤の暴露などを防止することができる。

（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２におけるシリンジ駆動装置４０の側面図で、（ａ）、（ｂ）はピストン２２により吸引している状態の側面図、（ｃ）はピストン２２を押し切った状態の側面図を示す。本実施の形態２のシリンジ駆動装置４０は、実施の形態１のシリンジ駆動装置２０と基本的な構成は同じであるので、異なる部分を中心に説明する。

図５に示すように、シリンジ駆動装置４０は、シリンジ駆動装置２０とは、固定部を構成するフレーム２５に駆動プーリ２８だけが固定されて、案内プーリ２７ａが配置されていないところが異なる。シリンジ駆動装置４０の他の構成要素は、シリンジ駆動装置２０と同様である。

シリンジ駆動装置４０において、無端ベルト２９は可動部であるピストン駆動部２６の２つの従動プーリ２７と固定部の駆動プーリ２８との３つのプーリで回転される。したがって、図５に示すように、ピストン駆動部２６の位置により、３つのプーリで形成される３角形状の周の長さがわずかに異なる。図５（ａ）に示す位置で無端ベルト２９のテンションを最適に設定すると、図５（ｂ）、（ｃ）の位置では、無端ベルト２９のテンションがやや張り気味となる。しかしながら、このようなテンションの差はわずかである。なお、このテンションの差を小さくするためには、駆動プーリ２８を側面２５ｂの上部、すなわち、ピストン駆動部２６に近い位置に配置することが好ましい。

一方、シリンジ駆動装置２０に比べて、シリンジ駆動装置４０は案内プーリ２７ａが不要であるので、少ない部品点数で構成することができる。したがって、シリンジ駆動装置４０は、さらに小型化、低コスト化ができる。

図６は、図５と同様な本発明の実施の形態２におけるシリンジ駆動装置５０の側面図である。図６のシリンジ駆動装置５０は、図５のシリンジ駆動装置４０と異なり、ベルト駆動機構を備えた駆動装置でよく用いられるテンショナ５１、５２を配置している。フレーム２５およびシリンダー保持部２４に対してピストン駆動部２６の位置が変わると、ベルト２９のテンションが、図６の駆動プーリ２８の左右で僅かに異なる。このようなテンションの差で無端ベルト２９が、僅かに緩むのを防ぐために駆動プーリ２８の左右に一対のテンショナ５１、５２を配置している。このテンショナが、一定の圧力で無端ベルト２９を付勢することにより、緩みを防いでいる。さらに、ピストン駆動部２６が移動するに連れて、無端ベルト２９の移動する経路の長さが変わるが、テンショナ５１、５２が円弧状の軌道で無端ベルト２９を付勢して追随する。これにより、無端ベルト２９が僅かに緩むこともなく、駆動プーリ２８の駆動力が効率よくピストン駆動部２６に伝達され、ピストン駆動部２６が移動する。

実施の形態２も実施の形態１と同じく動滑車状の動作原理である。そのため、実施の形態２における可動部の可動範囲は以下のようになる。まず、送り出し動作については、後方側の従動プーリ２７が駆動プーリ２８のほぼ真上に至った時が、送り出し動作の限界位置である。また、吸引動作については前述した送り出し動作の逆動作であるので、前方側の従動プーリ２７が駆動プーリ２８のほぼ真上に至った時が、吸引動作の限界位置となる。このように、可動部３５の可動範囲は従動プーリ２７の配置によって決定される。

したがって、実施の形態１と同様、従動プーリ２７の位置を前後に調整し、それに伴うベルト経路周長の変化を駆動プーリ２８の位置を上下に移動させて吸収することにより、部品を交換することなく可動部３５の可動範囲を調整することができる。これにより、シリンジ駆動装置４０はそれぞれピストンの押し込み量が異なる複数サイズ、あるいは複数メーカーのシリンジについても柔軟に対応することが可能となる。

次にシリンジ駆動装置４０の動作について具体的に説明する。基本的な動作は、図４に示すシリンジ駆動装置２０と同じである。

図５（ａ）に示すように、シリンジ２３をシリンダー保持部２４に固定する。

図５（ｂ）は、針２１ｂを薬剤容器に挿入して、薬剤容器から薬剤をシリンジ２３に吸引していることを示す。図５（ｂ）に示すように、ストッパ３０により無端ベルト２９を挟んでフレーム２５に固定し、ストッパ３０よりも針２１ｂに近い側の無端ベルト２９を送り出すことにより、ピストン駆動部２６を矢印３５ｄの方向に移動させて、ピストン２２を引き出している。そして、シリンダー２１の空間２１ｃに薬剤を所定の量だけ吸引するまで、矢印３５ｄの方向にピストン２２を引き続ける。これにより、ピストン駆動部２６は、駆動プーリ２８および従動プーリ２７と無端ベルト２９により矢印３５ｄの方向に移動させられる。薬剤容器から薬剤を所定の量だけ吸引すると、駆動プーリ２８の駆動を停止させる。これにより、薬剤の吸引が完了する。

この後に、さらに別の薬剤を吸引するときには、薬剤容器を吸引したい薬剤容器に交換して、上述の動作を繰返す。また、シリンダー２１に吸引した薬剤を輸液バッグ（図示せず）などに注入するときには、上述のピストン駆動部２６の動作を逆に行って、輸液バッグなどに薬剤を注入する。

そして、このようにシリンジ２３に吸引した薬剤を、図５（ｃ）に示すように、ピストン駆動部２６を矢印３５ｅの方向へ駆動することにより、輸液バッグなどに注入する。

このように、本実施の形態２のシリンジ駆動装置４０も、片手で動作することができ、簡単に姿勢の変更や位置の移動を行うことができる。また、片手でシリンジ駆動装置４０を持ち、もう一方の手で薬剤容器などを持って作業ができ、シリンジ２３の操作はボタン操作だけで大きな力を必要としない。これにより、薬剤師や看護師などの人の作業負担を大幅に軽減することができる。また、人の作業負担が大幅に減ることにより、シリンジ２３を扱う作業を安全に確実に行うことができ、針刺しや薬剤の暴露などを防止することができる。

本発明のシリンジ駆動装置によれば、大きな片方向モーメント荷重が発生せず、小型化ができるシリンジ駆動装置を実現することができる。また、薬剤容器やシリンジの扱いに熟練を要することなく薬剤容器とシリンジとを簡単に安全に取り扱うことができる。したがって、病院などで薬剤師や看護師などの人の作業負担を大幅に軽減することができ作業の安全性も向上するので、有用である。

２０，４０，５０ シリンジ駆動装置
２１ シリンダー
２１ａ 中心軸
２１ｂ 針
２１ｃ 空間
２２ ピストン
２２ａ 鍔部
２３ シリンジ
２４ シリンダー保持部
２５ フレーム
２５ａ 側壁部
２５ｂ 側面
２６ ピストン駆動部
２６ａ ピストン保持部
２６ｂ 側部
２６ｃ 側面
２７ 従動プーリ
２７ａ 案内プーリ
２７ｂ，２８ｂ，２８ｃ，２９ｂ，３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ，３５ｅ 矢印
２８ 駆動プーリ
２８ａ 主軸
２９ 無端ベルト
２９ａ １点
３０ ストッパ
３１ 握り手部
３１ａ 上面
３１ｂ，３１ｃ ボタン
３２ カバー部
３３ モータ
３４ 固定部
３５ 可動部
５１，５２ テンショナ

Claims (6)

1. シリンダーとピストンとから構成されるシリンジを駆動させるためのシリンジ駆動装置であって、
   前記シリンダーを保持するシリンダー保持部と、前記シリンダー保持部を挟んだ両側の側壁部の側面に配置されたモータに連結された駆動プーリと、を有するフレームと、
   前記ピストンの鍔部を保持するピストン保持部と、前記ピストン保持部に接続され前記シリンダーを挟んだ両側の側部の側面に配置された少なくとも２つの従動プーリと、を有し、前記ピストンを前記シリンダーの中心軸の方向に駆動させるピストン駆動部と、
   両側の前記駆動プーリおよび前記２つの従動プーリに架けられた２つの無端ベルトと、
   前記２つの従動プーリの間の無端ベルトの少なくとも１点を前記フレームに対して固定するストッパと、を備えた、
   シリンジ駆動装置。
2. 前記ストッパは、前記無端ベルトを挟む、または、解除するという２形態動作を行う、
   請求項１に記載のシリンジ駆動装置。
3. ２つの前記ストッパが、前記側壁部の側面の両側に対称に配置された、
   請求項２に記載のシリンジ駆動装置。
4. 前記少なくとも２つの従動プーリは、前記無端ベルトの駆動方向が変わる位置に設けられた、
   請求項１から３のいずれか１項に記載のシリンジ駆動装置。
5. 前記２つの従動プーリは、前記無端ベルトの駆動方向がシリンダーの中心軸へ沿った方向へと変わる位置に設けられた、
   請求項４に記載のシリンジ駆動装置
6. 前記シリンダー保持部の下方に設けた握り手部と、
   前記駆動プーリおよび前記従動プーリおよび前記無端ベルトが収納されたカバー部と、を備えた、
   請求項１から５のいずれか１項に記載のシリンジ駆動装置。

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