JP2014200349A - 液体輸送装置、及び、液体輸送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コントローラーを用いた通信により動作が制御される液体輸送装置で、待機中の
電力消費を抑制する。
【解決手段】液体を貯留する液体貯留部と、前記液体を輸送する駆動部と、前記駆動部を
支持し、前記液体を輸送する際には前記液体貯留部と接続される本体部と、前記駆動部の
動作を制御する本体制御部であって、前記本体部と前記液体貯留部とが接続されたことを
判定する本体制御部と、前記本体制御部と通信し、前記駆動部の動作を制御する指示を行
なう外部制御部と、を備える液体輸送装置であって、前記本体部と前記液体貯留部とが接
続されたと判定された場合に、前記外部制御部と前記本体制御部との通信が開始される。
【選択図】図１５

Description

本発明は、液体輸送装置、及び、液体輸送方法に関する。

液体を持続的に輸送することが可能な液体輸送装置がある。液体輸送装置の使用例とし
ては、インスリン等の薬液を体内に皮下注入する際に用いるインスリン注入装置が知られ
ている。例えば、特許文献１には、液体輸送装置を用いて輸送されたインスリンを、カテ
ーテルを介して生体内に注入するインスリン投薬デバイスが開示されている。

特開２００６−５１１２６３号公報

液体輸送装置による液体輸送動作を制御する際には、コントローラーを用いた遠隔操作
が行なわれる場合が多い。その際、液体輸送装置内部の制御部とコントローラーとの間で
無線等の通信が行われるが、液体輸送動作が行われていないときには当該通信を行なう必
要は無い。しかし、制御部は、何時通信が開始されてもいいように待機している必要があ
り、待機中に電力を消費しやすいという問題があった。

本発明は、コントローラーを用いた通信により動作が制御される液体輸送装置で、待機
中の電力消費を抑制することを課題としている。

上記課題を解決するための本発明の主たる発明は、
液体を貯留する液体貯留部と、前記液体を輸送する駆動部と、前記駆動部を支持し、前
記液体を輸送する際には前記液体貯留部と接続される本体部と、前記駆動部の動作を制御
する本体制御部であって、前記本体部と前記液体貯留部とが接続されたことを判定する本
体制御部と、前記本体制御部と通信し、前記駆動部の動作を制御する指示を行なう外部制
御部と、を備える液体輸送装置であって、
前記本体部と前記液体貯留部とが接続されたと判定された場合に、前記外部制御部と前
記本体制御部との通信が開始される、ことを特徴とする液体輸送装置である。

本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。

液体輸送装置１の全体斜視図である。 液体輸送装置１の分解図である。 液体輸送装置１の断面図である。 液体輸送装置１の内部の透過上面図である。 駆動部５の概要説明図である。 本体１０の内部構成を示す分解斜視図である。 本体１０の裏面の斜視図である。 第１実施形態においてスイッチ１７のＯＮ／ＯＦＦについて説明する概略図である。 カートリッジ２０の内部構成を示す分解斜視図である。 カートリッジ２０ベースの裏面の分解斜視図である。 液体輸送装置１を注入セット３０の底面側から見た斜視図である。 コントローラー５０の一例を示す概略図である。 液体輸送装置１の使用方法を示すフロー図である。 プライミング処理の説明図である。 通信設定を行なう際のフローを表す図である。 第１実施形態の変形例において通信用回路のＯＮ／ＯＦＦについて説明する概略図である。 第２実施形態における本体１０の裏面の斜視図である。 感圧センサー７１の構造を説明する図である。 図１９Ａ及び図１９Ｂは感圧センサーを用いた接続検出方法について説明する図である。 感圧センサー７１による圧力測定時の電極の状態について説明する図である。

本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。

液体を貯留する液体貯留部と、前記液体を輸送する駆動部と、前記駆動部を支持し、前
記液体を輸送する際には前記液体貯留部と接続される本体部と、前記駆動部の動作を制御
する本体制御部であって、前記本体部と前記液体貯留部とが接続されたことを判定する本
体制御部と、前記本体制御部と通信し、前記駆動部の動作を制御する指示を行なう外部制
御部と、を備える液体輸送装置であって、
前記本体部と前記液体貯留部とが接続されたと判定された場合に、前記外部制御部と前
記本体制御部との通信が開始される、ことを特徴とする液体輸送装置である。
このような液体輸送装置によれば、外部コントローラーを用いた通信により動作が制御
される場合に、待機中の電力消費を抑制することが可能となる。

また、かかる液体輸送装置であって、前記本体部は、前記外部制御部との通信を行なう
通信回路を備え、前記通信回路は、前記液体貯留部に設けられた当接部と当接することに
よって閉の状態となる接点を有し、前記本体制御部は、前記接点が閉の状態になった場合
に、前記本体部と前記液体貯留部とが接続されたと判定する、ことが望ましい。
このような液体輸送装置によれば、はじめは本体部と外部制御部とが通信できない状態
であるため、通信待機状態での電力消費が少ない。そして、通信回路の導通の状況から、
液体貯留部と本体部とが接続されたと判定された場合に、本体部と外部制御部との通信を
可能な状態とする。つまり、本体部と外部制御部との通信が開始されるのは液体輸送動作
を実行する直前であるため、無駄な待機電力の消費を抑制することができる。

また、かかる液体輸送装置であって、前記本体部には圧力を測定する圧力検出部が設け
られ、前記本体制御部は、前記液体貯留部に設けられた加圧部によって前記圧力検出部が
加圧される際の圧力の大きさを測定し、測定された前記圧力が所定の大きさ以上である場
合に、前記本体部と前記液体貯留部とが接続されたと判定する、ことが望ましい。
このような液体輸送装置によれば、はじめは本体部と外部制御部とが通信できない状態
であるため、通信待機状態での電力消費が少ない。そして、本体部と液体貯留部との接続
時における圧力測定の結果から、両者が接続されたと判定された場合に、本体部と外部制
御部との通信を可能な状態とする。つまり、本体部と外部制御部との通信が開始されるの
は液体輸送動作を実行する直前であるため、無駄な待機電力の消費を抑制することができ
る。

また、かかる液体輸送装置であって、前記液体貯留部には、当該液体貯留部に貯留され
ている液体の種類、及び、貯留量を含む情報が記録されており、前記情報は、前記外部制
御部によって取得される、ことが望ましい。
このような液体輸送装置によれば、前記液体が薬品である場合に、これらの情報に基づ
いて薬品の品質や投与量について安全管理を行なうことができる。

また、かかる液体輸送装置であって、前記外部制御部と前記本体制御部との通信は無線
を用いて行なわれ、前記通信が開始される前に、前記外部制御部と前記本体制御部との間
で接続設定が行われる、ことが望ましい。
このような液体輸送装置によれば、本体制御部が他の外部制御部と誤って接続されてし
まうことを抑制し、本体制御部と外部制御部との間で安全に通信を行なうことができるよ
うになる。

また、液体貯留部に貯留された液体を輸送することと、前記液体を輸送する駆動部を支
持し前記液体を輸送する際には前記液体貯留部と接続される本体部と、前記液体貯留部と
の接続状態を判定することと、前記接続状態の判定を行なう本体制御部と通信する外部制
御部によって、前記駆動部の動作を制御する指示を行なうことと、前記本体部と前記液体
貯留部とが接続されたと判定された場合に、前記外部制御部と前記本体制御部との通信を
開始することと、を有する液体輸送方法が明らかとなる。

＝＝＝第１実施形態＝＝＝
＜液体輸送装置の基本構成＞
図１は、液体輸送装置１の全体斜視図である。図２は、液体輸送装置１の分解図である
。図に示すように、液体輸送装置１の貼着される側（生体側）を「下」とし、逆側を「上
」として説明することがある。

液体輸送装置１は、液体を輸送する装置である。液体輸送装置１は、本体１０と、カー
トリッジ２０と、注入セット３０とを備える。また、液体輸送装置１を外部から遠隔制御
するコントローラー５０（図１２参照）を備える。

本体１０、カートリッジ２０及び注入セット３０は、図２に示すように分離可能である
が、使用時には図１に示すように一体に組み立てられる。液体輸送装置１は、例えば生体
に注入セット３０を貼着して、カートリッジ２０に貯留されている液体（例えばインスリ
ン）を定期注入するのに好適に用いられる。カートリッジ２０に貯留された液体が無くな
った場合、カートリッジ２０は交換される。また、注入セット３０は一般的に３日に一度
の割合で交換される。一方、本体１０は継続して使用することができる。

図３は、液体輸送装置１の断面図である。図４は、液体輸送装置１の内部の透過上面図
である。図４には、駆動部５の構成も示されている。図５は、駆動部５の概要説明図であ
る。

駆動部５は、カートリッジ２０に貯留されている液体を輸送するポンプとしての機能を
有する。本実施形態の駆動部５は、カム１１と駆動機構１２とを備え、複数のフィンガー
２２を駆動してチューブ２１を順次圧搾することで液体を輸送する。

チューブ２１は、液体を輸送する液体輸送管である。チューブ２１の上流側（液体の輸
送方向を基準にした場合の上流側）は、カートリッジ２０の液体の貯留部２６に連通して
いる。チューブ２１は、フィンガー２２から押されると閉塞し、フィンガー２２からの力
が解除されると元に戻る程度に弾性を有している。チューブ２１は、カートリッジ２０の
チューブ案内壁２５１Ａの内面に沿って、部分的に円弧形状に配置されている。チューブ
２１の円弧形状の部分は、チューブ案内壁２５１Ａの内面と、複数のフィンガー２２との
間に配置されている。チューブ２１の円弧の中心は、カム１１の回転中心と一致している
。

フィンガー２２は、チューブ２１を閉塞させる部材である。フィンガー２２は、カム１
１から力を受けて、従動的に動作する。フィンガー２２は、棒状の軸部と鍔状の押圧部と
を有し、Ｔ字形状になっている。棒状の軸部はカム１１と接触し、鍔状の押圧部はチュー
ブ２１と接触している。フィンガー２２は、軸方向に沿って可動になるように、支持され
ている。

複数のフィンガー２２は、カム１１の回転中心から放射状に等間隔で配置されている。
複数のフィンガー２２は、カム１１とチューブ２１との間に配置されている。ここでは、
７本のフィンガー２２が設けられている。

カム１１は、外周の４箇所に突起部を有している。カム１１の外周に複数のフィンガー
２２が配置されており、そのフィンガー２２の外側にチューブ２１が配置されている。カ
ム１１の突起部によってフィンガー２２が押されることによって、チューブ２１が閉塞す
る。フィンガー２２が突起部から外れると、チューブ２１の弾性力によってチューブ２１
が元の形状に戻る。カム１１が回転すると、７本のフィンガー２２が順に突起部から押さ
れて、輸送方向上流側から順にチューブ２１が閉塞する。これにより、チューブ２１が蠕
動運動させられて、液体がチューブ２１に圧搾されて輸送される。液体の逆流を防止する
ため、少なくとも１つ、好ましくは２つのフィンガー２２がチューブ２１を閉塞させるよ
うに、カム１１の突起部が形成されている。

駆動機構１２は、カム１１を回転駆動する機構である。駆動機構１２は、圧電モーター
１２１と、ローター１２２と、減速伝達機構１２３とを有する（図４参照）。

圧電モーター１２１は、圧電素子の振動を利用してローター１２２を回転させるモータ
ーである。圧電モーター１２１は、矩形状の振動体の両面に接着された圧電素子に駆動信
号を印加することによって、振動体を振動させる。振動体の端部はローター１２２に接触
しており、この端部は、振動体が振動すると、楕円軌道や８の字軌道などの所定の軌道を
描いて振動する。振動体の端部が、振動軌道の一部においてローター１２２と接触するこ
とによって、ローター１２２が回転駆動する。圧電モーター１２１は、振動体の端部がロ
ーター１２２に接触するように、一対のばねでローター１２２に向かって付勢されている
。

ローター１２２は、圧電モーター１２１によって回転させられる被駆動体である。ロー
ター１２２には、減速伝達機構１２３の一部を構成するローターピニオンが形成されてい
る。

減速伝達機構１２３は、ローター１２２の回転を所定の減速比でカム１１に伝達する機
構である。減速伝達機構１２３は、ローターピニオンと、伝達車と、カム歯車とから構成
されている。ローターピニオンは、ローター１２２に一体的に取り付けられた小歯車であ
る。伝達車は、ローターピニオンと噛合する大歯車と、カム歯車と噛合するピニオンを有
し、ローター１２２の回転力をカム１１に伝達する機能を有する。カム歯車は、カム１１
に一体的に取り付けられており、カム１１とともに回転可能に支持されている。

以下、本体１０、カートリッジ２０、注入セット３０、及びコントローラー５０の構成
について説明する。

＜本体１０＞
図６は、本体１０の内部構成を示す分解斜視図である。図７は、本体１０の裏面の斜視
図である。以下、これらの図とともに図１〜図４を参照しながら、本体１０の構成につい
て説明する。

本体１０は、本体ベース１３と、本体ケース１４とを有する。そして、本体ベース１３
上には、前述の駆動機構１２と、制御基板１５とが保持されている。また、本体ベース１
３には、不図示のベアリング１３Ａが設けられている。カム１１の回転軸が本体ベース１
３を貫通しており、ベアリング１３Ａは、本体ベース１３に対して回転可能にカム１１の
回転軸を支持している。カム１１は減速伝達機構１２３を構成するカム歯車と一体であり
、カム歯車は本体ケース１４によって覆われて本体１０の内部に配置され、カム１１は本
体１０から露出している。本体１０とカートリッジ２０とを組み合わせると、本体１０か
ら露出しているカム１１が、カートリッジ２０のフィンガー２２の端部と噛み合うことに
なる。

本体ケース１４は、液体輸送装置１の外装を構成する部材であり、本体ベース１３上の
駆動機構１２（圧電モーター１２１、ローター１２２、減速伝達機構１２３）や制御基板
１５は、本体ケース１４によって覆われて保護されている。

本実施形態で、本体ケース１４には機能ボタン１４５が設けられる。機能ボタン１４５
は複数の機能を設定できるボタンであり、当該ボタンを押すことによって、設定されてい
る任意の機能を実現させることができる。本実施形態において機能ボタン１４５は、後述
する通信設定を行なう機能や、制御基板１５に設定された複数の制御パターンを切り替え
て実行する機能を有する。なお、機能ボタン１４５の機能の設定はコントローラー５０を
用いて行なわれる。

制御基板１５は、駆動部５の動作を制御する本体制御部である。詳細は後で説明するが
、本実施形態において本体制御部は、本体１０とカートリッジ２０とが正しく接続された
ことを判定すると共に、液体輸送装置１（本体１０）とコントローラー５０との間で通信
を開始させる機能を有する。また、制御基板１５には圧電モーター１２１等を制御する制
御パターン（制御プログラム）を複数記憶する記憶部（メモリー）が設けられている。そ
して、当該記憶部に記憶された複数の制御パターンのいずれかに基づいてカム１１を駆動
させ、フィンガー２２によるチューブ２１の蠕動運動を制御することができる。なお、こ
れらの制御パターンはコントローラー５０を用いて設定される。

その他に、本体１０には、フック掛け１６、スイッチ１７、電池収納部１８、及び、受
信部（不図示）等が設けられる。フック掛け１６は、カートリッジ２０と本体１０とを接
続した状態で固定する部材である。フック掛け１６が後述するカートリッジ２０の固定フ
ック２３４が引っ掛かり、本体１０がカートリッジ２０に固定される。電池収納部１８は
液体輸送装置１の電力源となる電池１９を収納する（図９参照）。受信部は、後述するコ
ントローラー５０から送信される信号や電波を受信する。

スイッチ１７は、図７に示されるように本体１０（本体ベース１３）の裏面（下面側）
から下方向に突出する突起状の部材であり、本体ベース１３の内部に組み込まれた通信用
回路（図７では不図示）をＯＮ／ＯＦＦする押しボタンスイッチに相当する。スイッチ１
７は、本体ベース１３の内部（つまり本体１０の上方向）に押し込まれるように移動可能
である。スイッチ１７が本体ベース１３から突出した状態では通信用回路が開の状態（Ｏ
ＦＦの状態）であり電流は流れない。一方、スイッチ１７が本体ベース１３の内部に押し
込まれると、通信用回路が閉（ＯＮの状態）となって電流が流れ、コントローラー５０と
の通信が可能な状態になる。

本実施形態の液体輸送装置１では、本体１０とカートリッジ２０とを接続することによ
ってスイッチ１７のＯＮ／ＯＦＦが切り替えられる。図８は、第１実施形態においてスイ
ッチ１７のＯＮ／ＯＦＦについて説明する概略図である。図８Ａで本体１０とカートリッ
ジ２０とが互いに接続されていないときは、スイッチ１７が本体１０の下面側から突出し
た状態であり、本体１０内部に設けられた通信用回路の接点が開いて回路がＯＦＦの状態
である。一方、図８Ｂで本体１０とカートリッジ２０とが接続されると、本体１０の下面
側から突出していたスイッチ１７の下側先端部が、カートリッジ２０の上面側に設けられ
た当て板２３６（図９参照）と当接して、上方向に押し込まれる。これにより、スイッチ
１７の上側先端部が本体１０内部に設けられた通信用回路の接点が閉じて回路がＯＮの状
態になる。つまり、本実施形態でスイッチ１７は、いわゆるメカ接点のように機能する。
なお、カートリッジ２０を本体１０から離脱させると、スイッチ１７が最初の状態（図８
Ａの状態）に戻り、通信回路は再びＯＦＦとなる。通信用回路がＯＮになった後のコント
ローラー５０との通信方法については後で説明する。

＜カートリッジ２０＞
図９は、カートリッジ２０の内部構成を示す分解斜視図である。図１０は、カートリッ
ジ２０の裏面の分解斜視図である。以下、これらの図とともに図１〜図５を参照しながら
、カートリッジ２０の構成について説明する。

カートリッジ２０は、カートリッジベース２３と、ベース受け２４とを有する。
カートリッジベース２３の上側には、チューブユニット２５が設けられている。チュー
ブユニット２５は、前述のチューブ２１及び複数のフィンガー２２と、ユニットベース２
５１と、ユニットカバー２５２とを有する。ユニットベース２５１にはチューブ案内壁２
５１Ａが形成されており、ユニットベース２５１の内部においてチューブ２１が円弧形状
に配置されている。また、ユニットベース２５１は、フィンガー２２を軸方向に可動に支
持している。ユニットベース２５１内のチューブ２１とフィンガー２２は、ユニットカバ
ー２５２によって覆われている。

チューブユニット２５は平坦な円筒形状になっており、チューブユニット２５の中央の
空洞に本体１０から露出しているカム１１が挿入されることになる。これにより、本体１
０側のカム１１とカートリッジ２０側のフィンガー２２とが噛み合うことになる。

カートリッジベース２３には、供給側継手２３１及び排出側継手２３２が設けられてい
る。供給側継手２３１及び排出側継手２３２には、チューブユニット２５内のチューブ２
１の端部がそれぞれ接続される。複数のフィンガー２２がチューブ２１を順に圧搾すると
、供給側継手２３１から液体がチューブ２１に供給されるとともに、排出側継手２３２か
ら液体が排出される。排出側継手２３２には接続針２３３が連通しており、排出側継手２
３２から排出された液体は、接続針２３３を介して、注入セット３０側に供給されること
になる。

カートリッジベース２３には、固定フック２３４が形成されている。固定フック２３４
は、本体１０のフック掛け１６に引っ掛かり、本体１０をカートリッジ２０に固定する。
また、カートリッジベース２３の上面には、本体１０と接続される際にスイッチ１７の先
端部と当接する当接部である当て板２３６が設けられている。スイッチ１７は、当て板２
３６と当接することによって、上側（本体１０側）に押し込まれる（図８参照）。

カートリッジベース２３とベース受け２４との間には、リザーバーフィルム２８が挟み
込まれている。リザーバーフィルム２８の周囲は、カートリッジベース２３の底面に密に
接着されている。カートリッジベース２３とリザーバーフィルム２８との間に貯留部２６
が形成され、この貯留部２６に液体（例えばインスリン）が貯留される。貯留部２６は供
給側継手２３１に連通しており、貯留部２６に貯留された液体は、供給側継手２３１を介
して、チューブ２１に供給されることになる。

上記の通り、貯留部２６は、カートリッジベース２３の下側に構成されている。カート
リッジベース２３の上側には駆動部５を構成するチューブ２１及びフィンガー２２が配置
されているので、駆動部５と貯留部２６が上下に配置されている。これにより、液体輸送
装置１の小型化が図られている。また、貯留部２６は、駆動部５よりも生体側に配置され
ている。これにより、貯留部２６に貯留された液体が生体の体温で保温されやすくなり、
液体の温度と生体の体温との差が抑制される。

貯留部２６に貯留された液体が無くなると、カートリッジ２０は、液体輸送装置１から
取り外されて、新たなカートリッジ２０に交換される。ただし、注射針を用いて外部から
カートリッジセプタム２７を介して貯留部２６に液体を注入することが可能である。なお
、カートリッジセプタム２７は、注射針を抜くと穴が塞がる材料（例えばゴム、シリコン
等）で構成されている。

＜注入セット３０＞
図１１は、液体輸送装置１を注入セット３０の底面側から見た斜視図である。以下、図
１〜図５も参照しながら、注入セット３０の構成について説明する。

注入セット３０は、ソフトニードル３１と、導入針フォルダ３２と、ポートベース３３
と、注入セットベース３４と、粘着パッド３５とを有する。

ソフトニードル３１は、生体に液体を注入する管であり、カテーテルの機能を有する。
ソフトニードル３１は、例えばフッ素樹脂等の柔らかい材料で構成される。ソフトニード
ル３１の一端は、ポートベース３３に固定されている。

導入針フォルダ３２は、導入針３２Ａを保持する部材である。導入針フォルダ３２には
、導入針３２Ａの一端が固定されている。導入針３２Ａは、柔らかいソフトニードル３１
を生体に挿入する金属製の針である。導入針３２Ａは細長い中空管状の針であるとともに
、不図示の横穴を有する。導入針３２Ａの横穴から液体が供給されると、導入針３２Ａの
先端から液体が排出される。これにより、ソフトニードル３１を生体に穿刺する前に、液
体輸送装置１の流路内を液体で充満させるプライミング処理が可能になる。

使用前の状態では、導入針フォルダ３２はポートベース３３に取り付けられており、導
入針３２Ａはソフトニードル３１に挿通されてソフトニードル３１の下側から針先が露出
している。注入セット３０を生体に貼り付けるとき、導入針３２Ａとともにソフトニード
ル３１を生体に穿刺した後、導入針３２Ａごと導入針フォルダ３２がポートベース３３か
ら引き抜かれる（抜去）。硬い導入針３２Ａは生体に留置し続けないで済むため、生体へ
の負荷が小さい。なお、ソフトニードル３１は生体に留置し続けるが、ソフトニードル３
１は柔らかいため、生体への負荷は小さい。

ポートベース３３は、カートリッジ２０の接続針２３３から供給される液体をソフトニ
ードル３１に供給する部材である。ポートベース３３は、接続針用セプタム３３Ａと、導
入針用セプタム３３Ｂとを有する。接続針用セプタム３３Ａ及び導入針用セプタム３３Ｂ
は、針を抜くと穴が塞がる材料（例えばゴム、シリコン等）で構成されている。接続針用
セプタム３３Ａにはカートリッジ２０の接続針２３３が挿通され、液体は、接続針２３３
を介して接続針用セプタム３３Ａ越しに、カートリッジ２０側から注入セット３０側に供
給される。カートリッジ２０の交換のためにカートリッジ２０の接続針２３３が注入セッ
ト３０から抜かれても、接続針用セプタム３３Ａの接続針２３３による穴は自然に塞がる
。導入針用セプタム３３Ｂには導入針３２Ａが挿通されており、導入針３２Ａが引き抜か
れると、導入針用セプタム３３Ｂの導入針３２Ａによる穴は自然に塞がる。接続針用セプ
タム３３Ａ及び導入針用セプタム３３Ｂにより、注入セット３０内の液体が外部に漏れた
り、生体の体液が注入セット３０側に逆流したりすることが防止される。なお、ポートベ
ース３３内で導入針３２Ａの存在した領域（導入用セプタム以外の領域）は、導入針３２
Ａの抜き取り後には液体の流路となる。

注入セットベース３４は、ポートベース３３に固定された平板状の部材である。注入セ
ットベース３４は、ベース受け２４を固定する固定部３４Ａを有する。注入セットベース
３４の底面には粘着パッド３５が取り付けられている。粘着パッド３５は、注入セット３
０を生体等に貼着する粘着性のパッドである。

上記の液体輸送装置１では、駆動部５と貯留部２６とが上下に配置され、液体輸送装置
１の小型化が図られている。これにより、粘着パッド３５を小型化できる。

＜コントローラー５０＞
図１２は、コントローラー５０の一例を示す概略図である。コントローラー５０は、液
体輸送装置１に液体輸送動作を行わせたり、機能を設定したりする外部制御部であり、例
えば、「Bluetooth」（登録商標）や「ZigBee」（登録商標）等の無線通信や赤外線を用
いて液体輸送装置１を遠隔操作することが可能である。コントローラー５０は、操作ボタ
ン５１、表示部５２、及び、読み取り部と記憶部と(共に不図示)を有する。

使用者は、操作ボタン５１を操作することによって液体輸送動作の開始／停止や、単位
時間当たりの液体搬送量を規定する制御パターン（プログラム）等を設定することができ
る。また、操作ボタン５１は本体１０との通信の開始や設定においても用いられる。液体
輸送動作に関する情報（例えば、液体輸送量を表す情報）は表示部５２に表示され、使用
者は、表示された情報を確認しながら各種の設定を行なうことができる。表示部５２には
、現在の時刻や液体輸送動作に関するアラーム等も表示される。

なお、本実施形態では、コントローラー５０として市販のスマートフォン（スマホ）を
使用することもできる。その場合、液体輸送装置１を制御するために通信を行なう際に、
本体１０とのペアリング（詳細は後述）をすることで、誤動作等が発生するのを抑制する
。

＜液体輸送装置の使用方法＞
図１３は、液体輸送装置１の使用方法を示すフロー図である。
まず、使用者は、液体輸送装置１のキットを準備する（Ｓ００１）。キットには、液体
輸送装置１を構成する本体１０、カートリッジ２０及び注入セット３０等が同梱されてい
る。使用者は、図２に示すように、本体１０、カートリッジ２０及び注入セット３０をセ
ットして液体輸送装置１を組み立てて、液体輸送動作を開始する設定を行なう（Ｓ００２
）。使用者は、本体１０とカートリッジ２０とを組み立てることによって、本体１０側の
カム１１とカートリッジ２０側のフィンガー２２とを噛み合わせる。このとき、前述した
ように本体１０とカートリッジ２０とが接続されることによって通信用回路がＯＮになり
、コントローラー５０との通信が可能な状態になる。また、使用者は、カートリッジ２０
の接続針２３３を注入セット３０の接続針用セプタム３３Ａに挿入し、カートリッジ２０
側から注入セット３０側に液体を供給可能な状態にする。

次に、使用者は、プライミング処理を行う（Ｓ００３）。図１４は、プライミング処理
の説明図である。プライミング処理は、液体輸送装置１の駆動部５を駆動させて、液体輸
送装置１の流路内に液体を充満させる処理である。このプライミング処理により、液体輸
送装置１の流路内の気体が導入針３２Ａから排出される。また、このプライミング処理に
より、空の状態のチューブ２１に液体が充満することになる。使用者は、導入針３２Ａの
先端から液体が排出されるまで、液体輸送装置１の駆動部５を駆動させる。

プライミング処理後、使用者は、導入針３２Ａ及びソフトニードル３１を生体に垂直に
穿刺し、その後、導入針フォルダ３２をポートベース３３から引き抜き、ソフトニードル
３１から導入針３２Ａを抜去する（Ｓ００４）。導入針用セプタム３３Ｂがあるため、導
入針３２Ａが抜き去られても、導入針用セプタム３３Ｂの導入針３２Ａによる穴は自然に
塞がる。このとき、使用者は、注入セット３０の粘着パッド３５の保護用紙を剥がして、
粘着パッド３５を生体の皮膚に貼り付けて、液体輸送装置１を生体に貼着させるとよい。

次に、使用者は、導入針３２Ａの存在した領域（導入用セプタム以外の領域）の容量分
の液体を輸送するように、駆動部５を予備動作させる（Ｓ００５）。これにより、導入針
３２Ａの存在した空間を液体で充満させることができる。

その後、使用者は、液体輸送装置１に液体の輸送処理を行わせる（Ｓ００６）。液体輸
送装置１は、駆動機構１２の圧電モーター１２１を駆動してカム１１を回転させ、カム１
１の突起部によって７本のフィンガー２２を順に押して輸送方向上流側から順にチューブ
２１を閉塞させ、チューブ２１を蠕動運動させて液体を輸送する。定量輸送処理では、所
定時間に所定量の液体が輸送されるように、カム１１の回転量が制御される。

＝＝＝通信の設定について＝＝＝
図１３のＳ００２において行なわれる設定のうち、通信設定について説明する。液体輸
送装置１はコントローラー５０と通信することによって、動作を制御される。しかし、常
時通信可能な状態にしておくと、通信待機中の電力消費が大きくなり、肝心な液体輸送動
作に支障をきたすおそれがある。そこで、実際に液体輸送動作を実行する前の適切な時期
に通信設定を行うことで、必要なタイミングで液体輸送装置１を通信可能な状態とする。
これにより、無駄な待機電力の消費を抑制する。また液体輸送装置１はインスリン注入装
置として使用することも想定されているため、液体輸送動作の正確性が要求される。した
がって、誤動作の発生を抑制するためにも、コントローラー５０との通信の設定は重要で
ある。

図１５は、通信設定を行なう際のフローを表す図である。
はじめに、コントローラー５０を用いて、液体輸送動作で使用されるカートリッジ２０
の固有情報が取得される（Ｓ１０１）。カートリッジ２０の固有情報としては、カートリ
ッジ２０の貯留部２６に貯留された液体の種類、貯留量、及び、当該カートリッジの製造
番号等がある。これらの情報がカートリッジのＩＤを対応付けてバーコードや２次元コー
ド（例えば「ＱＲコード」（登録商標））として記憶されている。使用者は、コントロー
ラー５０の読み取り部を用いてカートリッジ２０に付された２次元コード等を読み取るこ
とにより、カートリッジ２０の固有情報を取得して、コントローラー５０の記憶部に一時
的に記憶させる。液体輸送装置１をインスリン注入装置等として使用する際には、これら
の情報に基づいて薬品の品質や投与量について安全管理を行なうこともできる。

また、カートリッジの固有情報には、カートリッジ２０に接続された本体１０とコント
ローラー５０との間で、１対１で通信を行なうペアリング情報も含まれる。ペアリングと
は、無線等を用いて通信を行なう２台の機器の間で接続設定を行なうことである。例えば
、通信の手段として前述した「Bluetooth」を用いる場合、コントローラー５０と本体１
０とをBluetooth機器として互いにアクセス可能な状態にする必要がある。その際、カー
トリッジ２０に付されたペアリング情報に基づいて、２台の機器の接続設定が行なわれる
。

また、カートリッジの固有情報には、液体輸送動作を行う際の補正係数についての情報
が含まれる。補正係数は、液体輸送装置１による単位時間あたりの液体輸送量を補正する
係数である。液体輸送装置１では、複数のフィンガー２２によってチューブ２１を蠕動運
動させることにより、液体の輸送を行なっている。しかし、チューブ２１の品質は必ずし
も均一なわけではない。例えば、チューブ２１を製造する際に肉厚（壁面の厚さ）や弾性
力には微少な差が生じ、品質にばらつきが生じる場合がある。チューブ２１にこのような
ばらつきが生じると、圧搾されたチューブ２１が元の形状に戻る際の時間や、蠕動運動の
しやすさにも差が生じ、カートリッジ２０の液体輸送量には誤差が生じる場合がある。ま
た、チューブ２１を圧搾する側のフィンガー２２の長さが均一でない場合等にも液体輸送
量の誤差が生じるおそれがある。そこで、カートリッジ２０毎に個別の補正係数を設定し
ておき、カートリッジ２０を交換した際に、液体輸送量が変化してしまうことを抑制する
。なお、補正係数は、カートリッジ２０の製造工程において品質試験等を行なう際に決定
される。

コントローラー５０にカートリッジ２０の固有情報を取得した後、カートリッジ２０と
本体１０との接続を行ない、両者が正常に接続されたか否かの判定を行なう（Ｓ１０２）
。カートリッジ２０と本体１０との接続は図２及び図９で説明したようにして行なわれ、
両者が接続されることにより、前述したスイッチ１７がＯＮとなり、通信用回路に電流が
流れる。制御基板１５は、通信用回路が導通したことによってカートリッジ２０と本体１
０とが正しく接続されたものと判定し、当該接続の判定がなされた場合に本体１０を通信
可能な状態にする。

次に、本体１０（カートリッジ２０）とコントローラー５０とのペアリングを行なう（
Ｓ１０３）。ペアリングを行なう際には、まず本体１０に設けられた機能ボタン１４５を
所定時間（例えば３秒間）押し続けて（長押しする）本体１０側をペアリング可能な状態
にする。ボタンを長押しするのは、誤ってボタンに触れてしまった場合に直ちにペアリン
グが開始されるといった誤動作が生じるのを抑制するためである。ただし、他の方法でに
よってペアリングが開始されるのであってもよい。続いて、コントローラー５０の操作ボ
タン５１を操作して通信対象機器（この場合は本体１０）を探索し、本体１０を発見した
後にペアリング処理を行なう。ペアリング処理では、カートリッジ２０から取得したペア
リング情報に基づいて、カートリッジ２０が接続された本体１０とコントローラー５０と
の接続設定が行なわれ、２つの機器の間で「Bluetooth」等による通信を可能な状態にす
る。これにより、コントローラー５０と本体１０との間で安全に通信を行なうことができ
るようになる。

なお、ペアリングの際にコントローラー５０に暗証番号やパスワードを入力させるよう
にしてもよい。本実施形態では、液体輸送装置１がコントローラー５０によって無線等を
用いて遠隔制御される。このとき、本体１０がコントローラー５０以外の機器ともペアリ
ングがされてしまうと、制御系統が混乱して誤動作が生じるおそれがある。例えば、Blue
tooth機器の場合、１つのデバイスを複数のデバイスとペアリングさせることが可能であ
り、１台の本体１０に対して２台の外部制御装置が接続されてしまうおそれもある。そこ
で、ペアリングを行なう際に暗証番号の入力を要求することで、このような誤った接続が
行なわれることを抑制する。また、液体輸送装置１をインスリン注入装置として使用する
場合には、インスリン注入量等の個人情報を扱うことになるので、このような暗証番号を
設定してセキュリティを確保することが望ましい。

ペアリングを行なった後に、実際の通信が開始される（Ｓ１０４）。本実施形態では、
コントローラー５０を用いて液体輸送装置１に液体輸送動作を開始させたり、また、液体
輸送量を変更したりすることができる。例えば、液体輸送装置１をインスリン注入装置と
して使用する場合、通常の液体輸送動作では一定量のインスリンを持続的に注入すること
ができる（このような注入方法を「ベーサル」とも呼ぶ）。これに対して、使用者が食事
を摂取する際には一時的に血糖値が上昇するため、血糖値上昇に伴ってインスリンの注入
量を増加させる必要がある（このような注入方法を「ボーラス」とも呼ぶ）。そこで、液
体輸送装置１では、コントローラー５０を用いて液体輸送量を変更することができるよう
にしている。輸送量の調整は、制御基板１５に記憶されている複数の制御パターンのうち
、所定の制御パターンに基づいて駆動部５の動作を制御することによって行なわれる。

例えば、使用者の通常のインスリン注入が毎時１Ｕ（１ユニット＝約１０μリットル）
である場合、ベーサル用の制御パターンとして１Ｕ／ｈの注入速度が設定される。また、
食事摂取時において短期的に２０Ｕ（２０ユニット）のインスリンを注入する必要がある
場合、ボーラス用の制御パターンとして２０Ｕの注入量が設定される。そして、通常はベ
ーサル用の制御パターンに基づいて１Ｕ／ｈの注入速度でインスリン注入が行なわれる。
一方、２４時間のうち食事を摂取するタイミングではボーラス用の制御パターンを作用さ
せ、２０Ｕのインスリンが注入される。

なお、本体１０の制御基板１５に液体輸送動作時の制御パターンを記憶させる際にもコ
ントローラー５０が用いられる。

このように、液体輸送装置１では、はじめは本体１０とコントローラー５０とが通信で
きない状態であるため、通信待機状態での電力消費が少ない。そして、液体貯留部である
カートリッジ２０と本体１０とが接続されたと判定された場合に、本体１０とコントロー
ラー５０との通信を可能な状態とする。すなわち、本体１０とコントローラー５０との通
信が開始されるのは液体輸送動作を実行する直前である。したがって、無駄な待機電力の
消費を抑制することができる。

＜変形例＞
第１実施形態では、本体１０とコントローラー５０との通信を開始する際に、メカ接点
であるスイッチ１７を用いて通信用回路のＯＮ／ＯＦＦを行っていたが（図８参照）、他
の手段によって通信用回路のＯＮ／ＯＦＦを行ってもよい。例えば、スイッチ１７の代わ
りに端子１７２を用いて通信用回路をＯＮ／ＯＦＦすることもできる。

図１６は、変形例において通信用回路のＯＮ／ＯＦＦについて説明する概略図である。
変形例の液体輸送装置１の基本的な構成は、第１実施形態とほぼ同様であるが、本体１０
のスイッチ１７に代えて端子１７２が設けられ、カートリッジ２０の当て板２３６に代わ
る当接部として導電性を有する金属板２３７が設けられる。端子１７２は本体１０の下面
側に設けられる１組の接点であり、図１６Ａに示されるように本体１０とカートリッジ２
０とが互いに接続されていないときに、通信用回路を開（ＯＦＦ）の状態にする。そして
、図１６Ｂで本体１０とカートリッジ２０とが接続されると、端子１７２が金属板２３７
と当接することで接点が導通し、通信用回路が閉（ＯＮ）の状態になる。これにより、本
体１０とカートリッジ２０とが正常に接続されたと判定される。そして、第１実施形態と
同様、本体１０とカートリッジ２０とが正常に接続されたと判定された場合には、本体１
０とコントローラー５０との通信が可能な状態になる。したがって、変形例においても無
駄な待機電力の消費を抑制することができる。

＝＝＝第２実施形態＝＝＝
第２実施形態では、本体１０にカートリッジ２０をセットする際の圧力を感圧センサー
で検出することによって両者の接続状態について判定を行い、本体１０とコントローラー
５０との間で通信を開始する際のトリガーとする。

＜感圧センサーについて＞
第２実施形態における液体輸送装置１の構成はほぼ第１実施形態と同様であるが、本体
１０の裏面には、第１実施形態のスイッチ１７や端子１７２の代わりに感圧センサー７１
が設けられる。同様に、カートリッジ２０の上面には、第１実施形態の当て板２３６や金
属板２３７に代えて、加圧部７２が設けられる。感圧センサー７１と加圧部７２とは、本
体１０とカートリッジ２０とが接続される際に対向する位置関係である。

図１７は、第２実施形態における本体１０の裏面の斜視図である。図１８は、感圧セン
サー７１の構造を説明する図である。図１９Ａ及び図１９Ｂは感圧センサーを用いた接続
検出方法について説明する図である。図２０は、感圧センサー７１による圧力測定時の電
極の状態について説明する図である。

第２実施形態では、本体１０の裏面側に板状の感圧センサー７１が設けられている。感
圧センサーは、センサー部に圧力を加えると抵抗値が減少することを利用して、当該セン
サー部分に作用する圧力の大きさを検出することが可能な圧力検出部である。本実施形態
では、カートリッジ２０に設けられた加圧部７２が本体１０に設けられた感圧センサー７
１を加圧する際の圧力の大きさを測定することによって、カートリッジ２０と本体１０と
の接続状態が判定される。

感圧センサー７１は、上下方向に電極シート７１１とスペーサー７１２と導電シート７
１３とを有する。圧力測定時は、感圧センサー７１（電極シート７１１）の表面側に加え
られた圧力を測定する。電極シート７１１は裏面側に電極が設けられたフィルム状の部材
である。本実施形態の電極シート７１１では、図１８のＡ−Ａ断面図で示されるように電
極７１１ａと電極７１１ｂとが互いに接触しないように細かく張り巡らされている。すな
わち、この状態では電極７１１ａと電極７１１ｂとは導通していない。スペーサー７１２
は電極シート７１１と導電シート７１３との間に設けられ、電極７１１ａ及び７１１ｂが
導電シート７１３と接触しないように隔離する部材である。導電シート７１３は電極シー
ト７１１の電極７１１ａ及び電極７１１ｂと対向するようにして設けられたシート状の部
材であり、導電性を有する。また、電極７１１ａと電極７１１ｂとはそれぞれ感圧判定部
７５に接続され、当該感圧判定部７５によって感圧センサー７１の抵抗値を検出すること
ができる。この検出された抵抗値に基づいて圧力を測定し、カートリッジ２０と本体１０
との接続状態の判定を行なう。感圧判定部７５は制御基板１５（本体制御部）に設けられ
る。

図１９Ａは、カートリッジ２０と本体１０とが接続される前の状態を表している。この
状態では、図１８で説明したように電極７１１ａと電極７１１ｂとは導通していない。そ
のため、感圧判定部７５では大きな抵抗値が検出される。これに対して、図１９Ｂは、カ
ートリッジ２０と本体１０とが接続されたときの状態を表している。両者が接続されるこ
とにより、カートリッジ２０に設けられた加圧部７２が感圧センサー７１を表面側から裏
面側へ（下側から上側へ）加圧する。これにより、電極シート７１１が導電シート７１３
に押し付けられ、電極シート７１１の電極が設けられた面（裏面側）には導電シート７１
３と接触する領域（接触領域）が形成される。図２０の斜線部で示される領域が電極シー
ト７１１に形成される接触領域である。この接触領域では、導電シート７１３を介して電
極７１１ａと電極７１１ｂとが導通するため、感圧判定部７５によって検出される抵抗値
は、非接触時（図１８の状態）と比べて小さくなる。そして、加圧部７２による加圧が大
きくなると、電極７１１ａ及び電極７１１ｂと導電シート７１３との接触面積が大きくな
るため、感圧判定部７５によって検出される抵抗値はより小さくなる。

つまり、カートリッジ２０と本体１０とが正しく接続されていれば、加圧部７２によっ
て感圧センサー７１が強く加圧されるため、感圧判定部７５によって検出される抵抗値は
小さくなる。逆に、カートリッジ２０と本体１０とが正しく接続されていなければ、感圧
判定部７５によって検出される抵抗値は大きくなる。したがって、感圧判定部７５は、検
出された抵抗値が所定の閾値以下であればカートリッジ２０と本体１０との接続状態が正
常であると判定し、検出された抵抗値が所定の閾値よりも大きければカートリッジ２０と
本体１０との接続状態が正常でないと判定する。言い換えると、感圧検出部７２が加圧部
７２によって加圧される際の圧力が所定の大きさ以上であれば、カートリッジ２０と本体
１０との接続状態が正常であると判定される。

なお、感圧センサー７１の設置位置は前述の例には限られない。例えば、感圧センサー
がチューブ２１と対向する位置に設けられ、カートリッジ２０と本体１０とが接続される
際に、チューブ２１による感圧センサーへの加圧を検出するようにしてもよい。また、セ
ンサー自体の構造も前述の例には限られず、抵抗値の変化以外の方法で圧力を検出する方
法であってもよい。

＜第２実施形態の通信設定＞
第２実施形態における通信設定は基本的に第１実施形態と同様である。すなわち、図１
５で説明したフローに従って通信設定が行なわれる。

ただし、第２実施形態では、図１５のＳ１０２において、カートリッジ２０と本体１０
とが正しく接続されたことの判定を、感圧センサーを用いた圧力判定により行なう。具体
的には、Ｓ１０２において、カートリッジ２０が本体１０へ加える圧力を抵抗値として検
出し、検出された抵抗値に基づいて接続状態を判定する。カートリッジ２０と本体１０と
の接続状態が正常であると判定された場合、本体制御部は通信用回路をＯＮにして、コン
トローラー５０との通信を可能な状態にする。その後、本体１０とコントローラー５０と
のペアリングが行なわれ（Ｓ１０３）、実際に通信が開始される（Ｓ１０４）。

第２実施形態の液体輸送装置１によれば、本体１０とカートリッジ２０とが正しく接続
される前はコントローラー５０との通信が開始されないため、通信待機状態での電力消費
量を少なくすることができる。そして、本体１０とカートリッジ２０との接続時における
圧力測定の結果から、両者の接続状態が正常であると判定された段階ではじめて、本体１
０とコントローラー５０との通信を可能な状態とする。これにより、無駄な待機電力の消
費を抑制することができる。

＝＝＝その他の実施形態＝＝＝
上述の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解
釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得
ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは言うまでもない。

１ 液体輸送装置、５ 駆動部、
１０ 本体、１１ カム、
１２ 駆動機構、１２１ 圧電モーター、１２２ ローター、１２３ 減速伝達機構、
１３ 本体ベース、１３Ａ ベアリング、
１４ 本体ケース、１４５ 機能ボタン、
１５ 制御基板、１６ フック掛け、１７ スイッチ、１７２ 端子、
１８ 電池収納部、１９ 電池、
２０ カートリッジ、２１ チューブ、２２ フィンガー、
２３ カートリッジベース、２３１ 供給側継手、２３２ 排出側継手、
２３３ 接続針、２３４ 固定フック、２３６ 当て板、２３７ 金属板、
２４ ベース受け、２５ チューブユニット、
２５１ ユニットベース、２５１Ａ チューブ案内壁、２５２ ユニットカバー、
２６ 貯留部、２７ カートリッジセプタム、２８ リザーバーフィルム、
３０ 注入セット、３１ ソフトニードル、３２ 導入針フォルダ、３２Ａ 導入針、
３３ ポートベース、３３Ａ 接続針用セプタム、３３Ｂ 導入針用セプタム、
３４ 注入セットベース、３４Ａ 固定部、３５ 粘着パッド、
５０ コントローラー、５１ 操作ボタン、５２ 表示部、
７１ 感圧センサー、７１１ 電極シート、７１１ａ 電極、７１１ｂ 電極、
７１２ スペーサー、７１３ 導電シート、
７２ 加圧部、７５ 感圧判定部

Claims (6)

1. 液体を貯留する液体貯留部と、
   前記液体を輸送する駆動部と、
   前記駆動部を支持し、前記液体を輸送する際には前記液体貯留部と接続される本体部と
   、
   前記駆動部の動作を制御する本体制御部であって、前記本体部と前記液体貯留部とが接
   続されたことを判定する本体制御部と、
   前記本体制御部と通信し、前記駆動部の動作を制御する指示を行なう外部制御部と、
   を備える液体輸送装置であって、
   前記本体部と前記液体貯留部とが接続されたと判定された場合に、前記外部制御部と前
   記本体制御部との通信が開始される、ことを特徴とする液体輸送装置。
2. 請求項１に記載の液体輸送装置であって、
   前記本体部は、前記外部制御部との通信を行なう通信回路を備え、
   前記通信回路は、前記液体貯留部に設けられた当接部と当接することによって閉の状態
   となる接点を有し、
   前記本体制御部は、前記接点が閉の状態になった場合に、前記本体部と前記液体貯留部
   とが接続されたと判定する、ことを特徴とする液体輸送装置。
3. 請求項１に記載の液体輸送装置であって、
   前記本体部には圧力を測定する圧力検出部が設けられ、
   前記本体制御部は、前記液体貯留部に設けられた加圧部によって前記圧力検出部が加圧
   される際の圧力の大きさを測定し、測定された前記圧力が所定の大きさ以上である場合に
   、前記本体部と前記液体貯留部とが接続されたと判定する、ことを特徴とする液体輸送装
   置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の液体輸送装置であって、
   前記液体貯留部には、当該液体貯留部に貯留されている液体の種類、及び、貯留量を含
   む情報が記録されており、
   前記情報は、前記外部制御部によって取得される、ことを特徴とする液体輸送装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の液体輸送装置であって、
   前記外部制御部と前記本体制御部との通信は無線を用いて行なわれ、
   前記通信が開始される前に、前記外部制御部と前記本体制御部との間で接続設定が行わ
   れる、ことを特徴とする液体輸送装置。
6. 液体貯留部に貯留された液体を輸送することと、
   前記液体を輸送する駆動部を支持し前記液体を輸送する際には前記液体貯留部と接続さ
   れる本体部と、前記液体貯留部との接続状態を判定することと、
   前記接続状態の判定を行なう本体制御部と通信する外部制御部によって、前記駆動部の
   動作を制御する指示を行なうことと、
   前記本体部と前記液体貯留部とが接続されたと判定された場合に、前記外部制御部と前
   記本体制御部との通信を開始することと、
   を有する液体輸送方法。