JP2018126493A - 注入装置、アクチュエータ及び注入装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】防滴状態を維持したまま、アクチュエータの修理又は交換を行うことができ、さらにはカバーが無くとも防滴状態を維持できる注入装置を提供する。【解決手段】注入装置１００は、薬液が充填されたシリンジが搭載されるシリンジホルダー１１０と、搭載されたシリンジから薬液を押し出すプレッサー１１５と、プレッサー１１５を前進又は後退させるアクチュエータ１３０であって、送りネジナットと、送りネジ軸と、モーターと、前記モーターからの回転を前記送りネジ軸に伝達する伝達機構とを有する前記アクチュエータ１３０とを備え、前記送りネジナットと、前記送りネジ軸と、前記モーターと、前記伝達機構とは、前記アクチュエータ１３０のケース内に収容されている。【選択図】図１

Description

本発明は、アクチュエータを備える注入装置及び当該注入装置の製造方法と、当該アクチュエータに関する。

薬液の注入装置に係る技術分野では、注入機器の注入ヘッドのフレーム内に、モーターと、当該モーターとシャフトを介して接続された伝達機構等を備えた駆動機構とが配置されている構成が知られている。例えば、特許文献１は、伝達機構と、ボールネジ軸と、ボールネジナットとを備えた駆動機構、及びモーターがフレーム内に配置される構成を開示している。そして、伝達機構は、モーターとシャフトを介して接続されたピニオンギアと、ボールネジ軸に接続されたスクリューギアとを有している。

特開２０１３−０００２０７号公報

薬液の注入装置においては、カバー（フレーム）内にモーター及び駆動機構を備えるアクチュエータが配置されている。そして、当該アクチュエータに薬液が侵入することを防止するように、カバーに防滴処理が施されている。そのため、モーター又は駆動機構が故障してしまった場合には、修理若しくは交換のためにカバーを開いて、アクチュエータの防滴状態を解除する必要があった。そこで、防滴状態を維持したまま、アクチュエータの修理又は交換を行うことができるような注入装置が求められていた。

また、アクチュエータの構成部品に不具合が生じた場合、特許文献１に記載の注入機器では、フレーム内の構成部品を分解して交換又は修理することが困難であった。さらに、フレーム内の構成部品を分解して交換又は修理するには長い時間が必要になる。そのため、従来は注入装置の設置場所ではなく、工場等に注入装置を運んで交換又は修理する必要があった。そこで、設置場所において容易に交換又は修理が完了する注入装置が求められていた。

上記課題を解決するため、本発明の一例としての注入装置は、薬液が充填されたシリンジが搭載されるシリンジホルダーと、搭載された前記シリンジから前記薬液を押し出すプレッサーと、前記プレッサーを前進又は後退させるアクチュエータであって、送りネジナットと、送りネジ軸と、モーターと、前記モーターからの回転を前記送りネジ軸に伝達する伝達機構とを有するアクチュエータとを備え、前記送りネジナットと、前記送りネジ軸と、前記モーターと、前記伝達機構とは、前記アクチュエータのケース内に収容されていることを特徴とする。

また、本発明の他の例としてのアクチュエータは、送りネジナットと、送りネジ軸と、モーターと、前記モーターからの回転を前記送りネジ軸に伝達する伝達機構と、前記送りネジナットと、前記送りネジ軸と、前記モーターと、前記伝達機構とを収容しているケースとを備えることを特徴とする。

また、本発明の他の例としての注入装置の製造方法は、薬液が充填されたシリンジが搭載されるシリンジホルダーと、搭載された前記シリンジから前記薬液を押し出すプレッサーと、前記プレッサーを前進又は後退させるアクチュエータとを備え、前記アクチュエータのケースが、フロントブロックと、第１サイドブロックと、第２サイドブロックと、ベースブロックと、リアブロックとを有している注入装置の製造方法であって、前記第１サイドブロックの後端面側から前記ベースブロックをネジ止めし、前記第２サイドブロックを前記第１サイドブロックにネジ止めし、前記第１サイドブロック及び前記第２サイドブロックに前記フロントブロックをネジ止めし、前記第２サイドブロックの後端面側から前記ベースブロックをネジ止めし、前記ベースブロックの後端面側から前記リアブロックをネジ止めすることを特徴とする。

これにより、アクチュエータの構成部品に不具合が生じた場合であっても、注入装置の設置場所でアクチュエータを容易に交換して、注入装置の修理を完了することができる。また、アクチュエータのケースに防滴処理を施すことによって、注入装置のカバーを開いても防滴状態が解除されない。そのため、防滴状態を維持したまま、アクチュエータの修理又は交換を行うことができる。さらには、カバーが無くとも防滴状態を維持できる注入装置を提供できる。

本発明のさらなる特徴は、添付図面を参照して例示的に示した以下の実施例の説明から明らかになる。

第１実施形態に係る注入装置の概略分解斜視図である。 前進前のアクチュエータの外観を示す概略斜視図である。 アクチュエータのケースの長手方向の概略断面図である。 アクチュエータの内部を示す概略斜視図である。 前進後のアクチュエータの内部を示す概略斜視図である。 伝達機構の概略側面図である。 ロードセルの概略断面図である。 フランジ部材の概略前面図である。 リミット検出部の概略斜視図である。

以下、本発明を実施するための例示的な実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の実施形態で説明する寸法、材料、形状及び構成要素の相対的な位置等は任意であり、本発明が適用される装置の構成又は様々な条件に応じて変更できる。また、特別な記載がない限り、本発明の範囲は、以下に具体的に記載された実施形態に限定されるものではない。なお、本明細書において、上下とは重力方向における上方向と下方向とにそれぞれ対応する。また、前後とは、アクチュエータからプレッサーが離れる方向である前方向と、前方向の反対である後方向とにそれぞれ対応する。

［第１実施形態］
概略斜視図である図１を参照して、薬液を注入するための注入装置１００について説明する。注入装置１００は、例えば、造影剤及び生理食塩水等の薬液が充填されたシリンジ（不図示）が搭載されるシリンジホルダー１１０と、搭載されたシリンジの後端（ピストンの後端）を押圧して、搭載されたシリンジから薬液を押し出すプレッサー１１５と、プレッサー１１５を前進又は後退させるアクチュエータ１３０とを備えている。そして、注入装置１００は、アクチュエータ１３０を収容する上カバー１４１及び下カバー１４２を備えている。

シリンジホルダー１１０は、略Ｌ字状の接続パネル１１１を介してアクチュエータ１３０に固定された一対の支持部１１２によって支持されている。この一対の支持部１１２はプレッサー１１５の両側に位置しており、プレッサー１１５の進行方向に沿って延在している。また、シリンジホルダー１１０はシリンジを受け入れる凹部１１３を有しており、搭載されたシリンジはシリンジホルダー１１０に固定される。なお、注入装置１００に搭載されるシリンジには、シリンジ内において摺動可能であるピストンが取り付けられている。

後述するように、アクチュエータ１３０は、送りネジナットと、送りネジ軸と、モーターと、モーターからの回転を送りネジ軸に伝達する伝達機構とを有している。そして、プレッサー１１５がピストンの後端に当接した状態でモーターが正転すると、プレッサー１１５がピストンを前方向に押すことになる。これにより、ピストンが前進すると、シリンジ内の薬液が押し出され、シリンジの先端に接続される延長チューブ、及びミキシングデバイス等を介して患者の体内に注入される。一方、モーターが逆転すると、プレッサー１１５がピストンを後方向に引き、シリンジ内に薬液が吸引される。なお、プレッサー１１５に設けられた爪は省略することも可能である。爪が省略された場合、又はシリンジが外された場合は、モーターが逆転するとプレッサー１１５のみが後退する。

上カバー１４１には、前進ボタン１４３、後退ボタン１４４、及びスタートボタン１４５等の操作ボタンが設けられている。また、上カバー１４１のアクチュエータ１３０側には不図示の防滴構造を有する基板が取り付けられており、操作ボタンは当該基板に接続されている。そして、オペレーターは、操作ボタンを操作して、注入装置１００を手動で操作できる。具体的には、オペレーターが前進ボタン１４３を押している間、プレッサー１１５が前進する。さらに、オペレーターが後退ボタン１４４を押している間、プレッサー１１５が後退する。また、オペレーターがスタートボタン１４５を押すと、注入装置１００は薬液の注入を開始する。

下カバー１４２は、上カバー１４１と係合するように構成されている。そして、アクチュエータ１３０を収納した状態で、下カバー１４２と上カバー１４１はネジ止め等の方法によって互いに固定される。これにより、アクチュエータ１３０が下カバー１４２と上カバー１４１との間に収容される。また、注入装置１００はキャスタースタンド（不図示）に接続される接続部１１４を有しており、接続部１１４は接続パネル１１１から延在して、下カバー１４２及び上カバー１４１から露出する。また、接続部１１４は、後述するアクチュエータ１３０のフロントブロックに固定されている。

接続部１１４が床面に置かれたキャスタースタンドに接続されると、注入装置１００はキャスタースタンドに回動自在に支持される。これにより、注入装置１００の前側（シリンジが搭載される側）を床面に向ける姿勢と、注入装置１００の後側（シリンジが搭載される側の反対側）を床面に向ける姿勢とに注入装置１００を回動できる。また、注入装置１００は、左右方向に回動できるようにキャスタースタンドに接続されることが好ましい。なお、接続部１１４は、天吊部材に接続することもできる。そして、接続部１１４が接続されると、天吊部材を介して天井から注入装置１００を天吊することができる。

なお、注入装置１００は、不図示の制御装置に有線又は無線接続されている。この制御装置は、タッチパネルを備えると共に、注入装置１００のコントローラーとして機能する。また、制御装置には、動作パターン（注入プロトコル）のデータ及び薬液のデータ等が予め記憶されている。そして、患者に薬液を注入する場合、オペレーターは、タッチパネルを操作して、注入速度、注入量、注入時間及び体重等の患者の身体的データと、ヨード量及び薬液の種類等の薬液データとを制御装置に入力する。

制御装置は、入力されたデータと予め記憶されているデータに応じて、最適な注入条件を算出し、算出された注入条件に基づいて、患者に注入する薬液の量及び注入プロトコルを決定する。その後、注入装置１００は、決定された注入プロトコルに従って、薬液を注入する。なお、制御装置は、動作パターン（注入プロトコル）のデータ、及びその他データ等を、外部の記憶媒体から取得することもできる。

続いて、図２から図５を参照して、アクチュエータ１３０について説明する。なお、図２は、プレッサーパイプ１３１が完全に後退した状態のアクチュエータ１３０を示す概略斜視図である。また、図３は、アクチュエータ１３０のケース１７０の長手方向に沿った概略断面図である。また、図４は、プレッサーパイプ１３１が完全に後退した状態のアクチュエータ１３０の内部を説明する概略斜視図であり、第２サイドブロック１７３とベースブロック１７４とを省略して示している。また、図５は、プレッサーパイプ１３１が完全に前進した状態のアクチュエータ１３０の内部を説明する概略斜視図であり、第２サイドブロック１７３を省略して示している。

図２に示すように、アクチュエータ１３０は、フロントブロック１７１、第１サイドブロック１７２、第２サイドブロック１７３、ベースブロック１７４及びリアブロック１７５を有するケース１７０を備えている。このケース１７０においては、フロントブロック１７１と、フロントブロック１７１に固定され且つ互いにネジ止めされた第１サイドブロック１７２及び第２サイドブロック１７３と、第１サイドブロック１７２及び第２サイドブロック１７３に固定されたベースブロック１７４と、ベースブロック１７４に固定されたリアブロック１７５とが、前側からこの順で設けられている。

フロントブロック１７１は板状の形状を有し、フロントブロック１７１にはシリンジホルダー１１０の接続パネル１１１（図１）が固定される。そして、フロントブロック１７１は、第１サイドブロック１７２及び第２サイドブロック１７３の前端面に固定される。

第１サイドブロック１７２及び第２サイドブロック１７３は、略Ｌ字状の外形を有している。そして、第１サイドブロック１７２及び第２サイドブロック１７３の下部からは、上カバー１４１に取り付けられた基板と電気的に接続されるコネクタ１７８が前方向に延在している。さらに、フロントブロック１７１の貫通穴１７９を通って、プレッサー１１５を支持するプレッサーパイプ１３１が前方向に露出している。なお、図２においては、プレッサーパイプ１３１が完全後退位置にある。

ベースブロック１７４は、第１サイドブロック１７２及び第２サイドブロック１７３の後端面にネジ止めによって固定されている。また、ベースブロック１７４は、内部が空洞であり且つ略直方体の外形を有している。そして、ベースブロック１７４を固定するネジは、ベースブロック１７４からフロントブロック１７１に向かう方向に挿入されている。これにより、フロントブロック１７１を起点としてアクチュエータ１３０に加わる負荷を、当該負荷の印加方向に延在するネジで支えることができる。

リアブロック１７５は、ベースブロック１７４の後端面に固定されている。また、リアブロック１７５は、内部が空洞であり且つ略直方体の外形を有している。これらの各ブロックを有するケース１７０は、アルミニウムのダイキャストによって形成することができる。なお、ケース１７０は、樹脂又は炭素繊維によって形成することもできる。

ケース１７０の各ブロックには、各ブロックの接合面に沿って延在するシール溝１７６が形成されている。例えば、ケース１７０の概略断面図である図３に示すように、第１サイドブロック１７２は、第２サイドブロック１７３との接合面にシール溝１７６を有している。このシール溝１７６は、第２サイドブロック１７３の接合面と対向して延在している。そして、シール溝１７６に塗布された液状シール剤によって、第１サイドブロック１７２の接合面と第２サイドブロック１７３の接合面とが接合される。これにより、アクチュエータ１３０を収容するケース１７０に防滴処理を施すことができる。なお、シール溝１７６は、第２サイドブロック１７３の接合面に形成されていてもよい。

続いて、図４及び図５に示すアクチュエータ１３０の内部構成を参照して、より詳細にアクチュエータ１３０を説明する。なお、図４においては、プレッサーパイプ１３１が完全後退位置にある。また、図５においては、プレッサーパイプ１３１が完全前進位置にある。

アクチュエータ１３０は、モーター１３２と、モーター１３２からの回転を伝達する伝達機構１８０と、伝達機構１８０に接続された送りネジ軸としてのボールネジ軸１３３（図５）と、ボールネジ軸１３３に取り付けられた送りネジナットとしてのボールネジナット１３４とを備えている。そして、ケース１７０（図２）は、ボールネジナット１３４と、ボールネジ軸１３３と、モーター１３２と、伝達機構１８０とを収容しており、これによりアクチュエータ１３０がモジュール化されている。

図４に示すように、アクチュエータ１３０は、プレッサーパイプ１３１を有している。そして、プレッサーパイプ１３１は、ボールネジナット１３４に接続されている。このボールネジナット１３４は、ボールネジ軸１３３に取り付けられている。さらに、ボールネジ軸１３３は、伝達機構１８０の従動ギア１８２に接続されている。そして、伝達機構１８０は、モーター１３２のシャフトに接続されている。

ボールネジナット１３４の前端には、フランジ部材１９０が外嵌されている。そして、フランジ部材１９０は、プレッサーパイプ１３１の後端に取り付けられた締結ナット１３８を締め付けることによって、ボールネジナット１３４に対して押し付けられ且つ固定されている。このフランジ部材１９０は、ボールネジ軸１３３の回り止めとして機能すると共に、前進又は後退時にボールネジナット１３４の移動のブレを防止する。

これにより、モーター１３２のシャフトの回転は、伝達機構１８０を介してボールネジ軸１３３に伝達される。すると、ボールネジ軸１３３は、伝達された回転に従って回転する。その結果、ボールネジナット１３４が、ボールネジ軸１３３の回転に伴い前方向又は後方向に摺動する。このボールネジナット１３４の摺動に伴い、プレッサーパイプ１３１と、当該プレッサーパイプ１３１に接続されたプレッサー１１５（図１）とが前進又は後進する。

なお、アクチュエータ１３０が注入装置１００に搭載された状態では、モーター１３２は、ボールネジ軸１３３の下方に位置している。このモーター１３２は、コアレスモーター（ＤＣコアレスモーター）である。なお、コアレスモーターに代えて、ステッピングモーター及び超音波モーター等の他のモーターを用いることもできる。ただし、コアレスモーターは慣性モーメントが小さいため、他のモーターよりも応答性及び加速性に優れている。

また、アクチュエータ１３０は、ボールネジナット１３４の移動の限界位置を検出するリミット検出部１５０を備えている。この限界位置は、設計上、プレッサー１１５が前進又は後退できる限界（設計限界）として許容される位置に対応して設定されている。リミット検出部１５０は、ボールネジ軸１３３に沿って延在しており、前側リミット検出部１５１と後側リミット検出部１５２とを有している。また、前側リミット検出部１５１と後側リミット検出部１５２とは、ボールネジ軸１３３に沿って延在する基板上に設けられている。これにより、ボールネジナット１３４と共に移動するプレッサー１１５及びプレッサーパイプ１３１のリミット位置を検出することができる。なお、図４においては、リミット検出部１５０が、ボールネジ軸１３３に対してモーター１３２側に配置されている。しかし、リミット検出部１５０がボールネジ軸１３３に沿って配置されていれば、他の位置に配置することもできる。

続いて、伝達機構１８０について図６を参照して説明する。なお、図６は、側方から見た状態の伝達機構１８０を示している。

伝達機構１８０は、モーター１３２のシャフトに接続された駆動ギア１８１と、ボールネジ軸１３３に接続された従動ギア１８２と、駆動ギア１８１及び従動ギア１８２の間に位置するアイドルギア１８３とを有する。すなわち、図６において、アイドルギア１８３は駆動ギア１８１の上方に位置しており、従動ギア１８２はアイドルギア１８３の上方に位置している。そして、アイドルギア１８３は、駆動ギア１８１及び従動ギア１８２と噛み合っている。また、従動ギア１８２の後方には、スリットディスク１３５とフォトインタラプタ１３６とが配置されている。なお、スリットディスク１３５とフォトインタラプタ１３６は、リアブロック１７５（図５）に収容されている。

駆動ギア１８１及び従動ギア１８２は金属製であり、例えば、ステンレス等の鋼材によって形成できる。また、アイドルギア１８３は樹脂製であり、例えば、ポリアセタール、及びガラス繊維強化樹脂等によって形成できる。なお、アイドルギア１８３は金属製であってもよいが、樹脂製のアイドルギア１８３によれば、異音を防止することができる。さらに、伝達機構１８０とボールネジナット１３４との間には、後側から順にベアリング１６１、注入圧力の測定に用いられる中空のロードセル１６０、及びアンギュラ玉軸受１６２が配置されている。

このロードセル１６０について、概略断面図である図７を参照してより詳細に説明する。ロードセル１６０は、略ボビン状の中空部材１６３と、中空部材１６３の胴部の外周面に貼り付けられた歪ゲージ１６４と、中空部材１６３を収容する略円筒状の外筒１６５とを有している。なお、図７では、一例として胴部の中央に２つの歪ゲージ１６４が貼り付けられているが、歪ゲージ１６４は３つ以上であってもよく又は１つであってもよい。

ロードセル１６０の前端面は、アンギュラ玉軸受１６２と当接している。そして、薬液の注入時には、矢印Ａで示す方向に圧力が加わる。すると、中空部材１６３の前端及び後端は、矢印Ｂで示す方向に変形する。その結果、中空部材１６３の胴部及び歪ゲージ１６４には、矢印Ｃで示す方向に引き伸ばす力が加わる。このようにして、歪ゲージ１６４に注入圧力に応じた歪が加わるので、この歪を測定することによって注入圧力を測定することができる。

次に、図８を参照して、ボールネジナット１３４に固定されるフランジ部材１９０について説明する。なお、図８は、アクチュエータ１３０内のフランジ部材１９０を前側から見た様子を示している。

フランジ部材１９０には、中央にボールネジナット１３４の前端が挿入される穴部１９１が形成されている。そして、フランジ部材１９０は、締結ナット１３８（図４）で締め付けられることによって、ボールネジナット１３４に対して固定されている。また、フランジ部材１９０は、穴部１９１の両側、すなわち第１サイドブロック１７２及び第２サイドブロック１７３に面する側に、２つの当接部１９２を有している。

一方、ケース１７０は、当接部１９２と当接してフランジ部材１９０を案内するガイド１９５を有している。このガイド１９５は、第１サイドブロック１７２及び第２サイドブロック１７３のそれぞれに形成されている。そして、当接部１９２のそれぞれは、ガイド１９５と当接する第１当接面１２１及び第２当接面１２２と、第１当接面１２１及び第２当接面１２２の間に設けられた湾曲面１２６とを有している。

第２当接面１２２は、当接部１９２のモーター１３２側に位置している。そして、第１当接面１２１は、湾曲面１２６を挟んで第２当接面１２２の反対側に位置している。換言すると、第１当接面１２１及び第２当接面１２２は、湾曲面１２６の両端からそれぞれ延在しており、ボールネジナット１３４の長手方向に沿って延在する外面である。また、湾曲面１２６は、当該長手方向に直交する方向に延在する外面である。このようなフランジ部材１９０は、低摩擦樹脂、例えば、イグリデュール（イグス株式会社製）によって形成することができる。

ガイド１９５は、断面略Ｕ字状の溝であると共に、ボールネジ軸１３３に沿って延在している。そして、第１当接面１２１及び第２当接面１２２は、ガイド１９５の内壁面と当接する。また、ガイド１９５内の中央には、ボールネジ軸１３３に沿って延在する略直方体状の凸部１９６が形成されている。そして、湾曲面１２６の頂点は、凸部１９６の頂面に当接する。このように、湾曲面１２６と凸部１９６とが点接触するため、接触面積を抑えてフランジ部材１９０に加わる抵抗力を抑制することができる。なお、フランジ部材１９０又はガイド１９５には、摺動性樹脂フィルムを貼り付けてもよく、潤滑剤を塗布してもよい。

このように、第１当接面１２１及び第２当接面１２２がガイド１９５の内壁面と当接することにより、フランジ部材１９０及びボールネジナット１３４の連れ回りが防止される。また、湾曲面１２６が凸部１９６と当接することにより、フランジ部材１９０及びボールネジナット１３４の左右方向、すなわち、ボールネジ軸１３３の延在方向に直交する方向の移動が防止される。その結果、ボールネジナット１３４の前進又は後退のブレを防止することができる。

より詳細に説明すると、当接面がない場合、ボールネジナット１３４は、ボールネジ軸１３３の延在方向、すなわちボールネジナット１３４の移動方向において、螺旋状の軌跡を描くように僅かにぶれながら移動する。このとき、ボールネジナット１３４がぶれる方向は、左右方向と、左右方向に直交する高さ方向である。そして、高さ方向の移動のブレは第１当接面１２１及び第２当接面１２２によって防止され、左右方向の移動のブレは湾曲面１２６によって防止される。

なお、フランジ部材１９０の当接部１９２は片側に１つのみであってもよく、３つ以上であってもよい。また、当接部１９２とガイド１９５との当接箇所は、３点より多くてもよい。ただし、当接箇所を最小にすることによって、フランジ部材１９０に加わる抵抗力を抑制することができる。

また、フランジ部材１９０は、リミット検出部１５０を遮蔽する遮蔽部１９７を有している。この遮蔽部１９７は、フランジ部材１９０の左右方向（幅方向）における略中央に位置している。また、遮蔽部１９７は、リミット検出部１５０に向かって突出しており、図８においては、後側リミット検出部１５２に向かって突出している。そして、リミット検出部１５０は、遮蔽部１９７を検出する。

すなわち、遮蔽部１９７は、ボールネジナット１３４と共に前進又は後退する。そして、ボールネジナット１３４が設計限界まで後退すると、遮蔽部１９７は、リミット検出部１５０の後側リミット検出部１５２を遮蔽する。さらに、ボールネジナット１３４が設計限界まで前進すると、遮蔽部１９７は、リミット検出部１５０の前側リミット検出部１５１（図４）を遮蔽する。なお、遮蔽部１９７はフランジ部材１９０と一体に形成されているが、フランジ部材１９０と別体に形成された遮蔽部１９７を、フランジ部材１９０に固定してもよい。

より具体的に、図９を参照してリミット検出部１５０について説明する。なお、図９は、リミット検出部１５０の概略分解図である。

前側リミット検出部１５１と後側リミット検出部１５２とは、基板１５３を介して断面Ｌ字状の取付部材１５４にネジ止めされている。そして、取付部材１５４は、第１サイドブロック１７２の内壁にネジ止めされている。この取付部材１５４には、ボールネジ軸１３３に沿って延在する長穴（不図示）が設けられている。そのため、長穴に沿って取付部材１５４を移動させることによって、第１サイドブロック１７２に対する取付部材１５４の固定位置を変えてリミット検出部１５０の位置を微調整できる。なお、取付部材１５４は、第２サイドブロック１７３の内壁に固定してもよい。

また、前側リミット検出部１５１及び後側リミット検出部１５２は、いずれも光学式のスリットセンサーである。そして、前側リミット検出部１５１は、遮蔽部１９７を検出することによって、プレッサー１１５の前進の設計限界を検出する。一方、後側リミット検出部１５２は、遮蔽部１９７を検出することによって、プレッサー１１５の後退の設計限界を検出する。

続いて、注入装置１００の製造方法について説明する。まず、アクチュエータ１３０を製造するために、第１サイドブロック１７２、第２サイドブロック１７３、及びベースブロック１７４に防滴処理を行う。具体的には、各ブロックのシール溝１７６に液状シール材を塗布する。これにより、後の工程でケース１７０の各ブロック同士をネジ止めすると、それぞれが防滴状態で固定される。その後、ボールネジナット１３４にフランジ部材１９０を取り付ける。

次に、ベースブロック１７４に各部品を取り付ける。具体的には、プレッサーパイプ１３１、ボールネジナット１３４、アンギュラ玉軸受１６２、ロードセル１６０、ベアリング１６１、ボールネジ軸１３３、及び従動ギア１８２をベースブロック１７４に取り付ける。ここで、ロードセル１６０を取り付けるときには、ロードセル１６０にプレロードが加わるように取り付ける。これにより、中空部材１６３がわずかに変形した状態でロードセル１６０が取り付けられる。そのため、ロードセル１６０に負荷が加わった場合に、即座に歪を検出できる。さらに、ロードセル１６０とアンギュラ玉軸受１６２との間に隙間が生じることを防止できる。

また、ボールネジ軸１３３を取り付けるときには、ボールネジ軸１３３の位置及び姿勢の調整をさらに行ってもよい。なお、ボールネジナット１３４にフランジ部材１９０を固定するときには、プレッサーパイプ１３１の後端の締結ナット１３８を締め付ける。

さらに、ベースブロック１７４に、アイドラ軸とアイドルギア１８３とを取り付ける。そして、ベースブロック１７４にモーター１３２をネジ止めし、駆動ギア１８１をモーター１３２のシャフトに嵌め込む。その後、ベースブロック１７４にスリットディスク１３５とフォトインタラプタ１３６を取り付けて、ベースブロック１７４に予め取り付けられたコネクタ１７８に接続する。なお、ベースブロック１７４への各部品の取り付けは、どのような順序で行ってもよい。また、ロードセル１６０が不要である場合には、ロードセル１６０に代えて、ロードセル１６０と同じサイズのスペーサを取り付ける。

続いて、第１サイドブロック１７２に、その後端面側からベースブロック１７４をネジ止めする。このとき、フランジ部材１９０と、第１サイドブロック１７２のガイド１９５との位置合わせを行う。そして、取付部材１５４を介して、第１サイドブロック１７２にリミット検出部１５０を取り付ける。このとき、第１サイドブロック１７２に対して取付部材１５４をネジ止めする位置に応じて、ボールネジ軸１３３の延在方向におけるリミット検出部１５０の取り付け位置を調整する。その後、信号系のコネクタをセンサ系のコネクタと接続する。

次に、それぞれの接合面が当接するように、第２サイドブロック１７３を第１サイドブロック１７２にネジ止めする。さらに、第１サイドブロック１７２及び第２サイドブロック１７３に、両者の前端面側からフロントブロック１７１をネジ止めする。ここで、フロントブロック１７１の貫通穴１７９の位置及びサイズは、プレッサーパイプ１３１の直進性を維持するように予め調整されている。そのため、フロントブロック１７１をネジ止めすることによって、プレッサーパイプ１３１の位置及び姿勢が自動的に調整される。

さらに、第２サイドブロック１７３に、その後端面側からベースブロック１７４をネジ止めする。そして、ベースブロック１７４に、その後端面側からリアブロック１７５をネジ止めする。これにより、スリットディスク１３５及びフォトインタラプタ１３６等を収納するように、ベースブロック１７４の開口部がリアブロック１７５で覆われる。このようにして、アクチュエータ１３０を製造することができる。そして、製造されたアクチュエータ１３０は、シリンジホルダー１１０の接続パネル１１１にネジ止めされる。その後、上カバー１４１をシリンジホルダー１１０に被せて、アクチュエータ１３０を収容するように、下カバー１４２を上カバー１４１にネジ止めする。このようにして、注入装置１００を製造することができる。

以上説明した第１実施形態に係るアクチュエータ１３０の製造方法によれば、従来と異なりプーリーとベルトがないため、ベルトのテンション調整工程が不要になる。また、従来よりも部品点数が少ないため、部品の取り付け工数を省略できる。また、前側リミット検出部１５１及び後側リミット検出部１５２が一体化されているため、それぞれの位置調整が不要になる。これにより、アクチュエータ１３０の製造時間を低減することができる。さらに、第１実施形態に係る注入装置１００の製造方法によれば、予めアクチュエータ１３０を準備しておくことによって、注入装置１００自体を組み立てるときの各部品の位置及び姿勢の調整、並びに防滴処理を省略又は簡略ができる。これにより、注入装置１００の製造工数及び製造時間を大幅に低減できる。

また、第１実施形態に係る注入装置１００によれば、アクチュエータ１３０の構成部品に不具合が生じた場合であっても、注入装置１００の設置場所で修理を完了することができる。また、アクチュエータ１３０を収容するケース１７０に防滴処理を施すことによって、注入装置１００のカバーを開いても防滴状態が解除されない。そのため、防滴状態を維持したまま、アクチュエータ１３０の修理又は交換を行うことができると共に、カバーが無くとも防滴状態を維持できる。さらに、アクチュエータ１３０のケース１７０によって、モーター１３２及び伝達機構１８０から生じる音が外部に漏れだすことを抑制できる。また、ケース１７０によって、モーター１３２及び伝達機構１８０に塗布される潤滑グリスが注入装置１００のカバー内に飛散することを防止できる。

また、第１実施形態に係るフランジ部材１９０によれば、従来と異なり、ガイドシャフトを設ける必要がない。そのため、アクチュエータ１３０及び注入装置１００を小型化することができる。

また、第１実施形態に係るロードセル１６０によれば、ロードセル１６０がアクチュエータ１３０のベースブロック１７４に収容されている。これにより、コネクタ１７８に対してロードセル１６０の位置が変わることがなく、ロードセル１６０とコネクタ１７８との間に可動する配線を設ける必要がない。さらに、防滴処理されたケース１７０又はカバーの外側に配線を延在させる必要がない。そのため、配線とケース１７０又はカバーとの隙間から漏液が生じることを防止できる。

なお、第１実施形態においては、注入装置１００が１つのシリンジホルダー１１０を有している。しかし、注入装置１００は、２つ以上のシリンジホルダー１１０を有していてもよい。この場合、シリンジホルダー１１０に対応して、注入装置１００は、それぞれ２つ以上のアクチュエータ１３０及びプレッサー１１５を備える。

また、注入装置１００に搭載されるシリンジは、薬液が充填されているシリンジ及び薬液が充填されていない空シリンジのいずれであってもよい。そして、薬液が充填されているシリンジには、予め薬液が充填されているプレフィルドシリンジ、オペレーターが吸引器若しくは充填器で空のシリンジに薬液を充填して得られたシリンジ、及びオペレーターが手動で空のシリンジに薬液を充填して得られたシリンジ等が含まれる。また、薬液が充填されていない空のシリンジを注入装置１００に搭載した場合、オペレーターは、注入装置１００、吸引器又は充填器により薬液をシリンジに充填することができる。さらに、シリンジには、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identifier）又はバーコードといったデーターキャリアを設けることができる。このデーターキャリアには、充填された薬液の情報等が記録されている。そして、注入装置１００は、データーキャリアから記録された情報を読み取り、薬液の注入圧力等を制御できる。

以上、各実施形態を参照して本発明について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明に反しない範囲で変更された発明、及び本発明と均等な発明も本発明に含まれる。また、各実施形態及び各変形形態は、本発明に反しない範囲で適宜組み合わせることができる。

例えば、注入装置１００は、撮像装置に有線又は無線接続することができる。そして、薬液の注入時及び画像の撮影時には、撮像装置と注入装置１００との間で各種データが送受信される。この場合、例えば、注入装置１００において撮像条件が設定又は表示されてもよく、撮像装置において注入条件が設定又は表示されてもよい。このような撮像装置としては、例えば、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置、ＣＴ（Computed Tomography）装置、アンギオ撮像装置、ＰＥＴ（Positron Emission Tomography）装置、ＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computed Tomography）装置、ＣＴアンギオ装置、ＭＲアンギオ装置、超音波診断装置、及び血管撮像装置等の各種医療用撮像装置がある。

また、注入装置１００は、注入結果（注入履歴）に関する情報を、ネットワーク経由でＲＩＳ（Radiology Information System）、ＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication Systems）、及びＨＩＳ（Hospital Information System）等の外部記憶装置に送信し記憶させることもできる。

さらに、注入装置１００には、フットスイッチ及びハンドスイッチ等の遠隔操作装置が有線又は無線接続されていてもよい。オペレーターは、操作ボタンに代えて遠隔操作装置を操作して注入装置１００を操作することができる。

なお、ボールネジ軸１３３及びボールネジナット１３４に代えて、台形ネジ軸及び台形ネジナットを用いることもできる。ただし、ボールを使用しないため、摩擦抵抗によって回転運動を直進運動に変換する効率が低下してしまう。さらに、摩擦抵抗によって、プレッサー１１５の直進速度が低下すると共に、プレッサー１１５に加わるトルクの検出精度が低下してしまう。そのため、ボールネジ軸１３３及びボールネジナット１３４を用いることがより望ましい。

また、ガイド１９５は、フランジ部材１９０の当接部１９２と当接すればよい。そのため、ガイド１９５は断面略Ｅ字状の形状の溝であってもよく、凸部１９６は半円柱の形状を有していてもよい。なお、フランジ部材１９０とボールネジナット１３４とは、接着によって固定してもよい。

また、ベルトのテンション調整を考慮しない場合は、駆動ギア１８１、従動ギア１８２及びアイドルギア１８３を有するギアトレインに代えて、駆動プーリー、従動プーリー及びタイミングベルトを有する伝達機構を用いることもできる。

さらに、第１実施形態においては、上下方向にボールネジ軸１３３とモーター１３２とが並ぶように、アクチュエータ１３０が縦置きで上カバー１４１及び下カバー１４２の間に収容されている。しかし、アクチュエータ１３０は、水平方向にボールネジ軸１３３とモーター１３２とが並ぶように、横置きで上カバー１４１及び下カバー１４２の間に収容されていてもよい。

１００：注入装置、１１０：シリンジホルダー、１１５：プレッサー、１２１：第１当接面、１２２：第２当接面、１２６：湾曲面、１３０：アクチュエータ、１３２：モーター、１３３：送りネジ軸、１３４：送りネジナット、１５０：リミット検出部、１５１：前側リミット検出部、１５２：後側リミット検出部、１７０：ケース、１７１：フロントブロック、１７２：第１サイドブロック、１７３：第２サイドブロック、１７４：ベースブロック、１７５：リアブロック、１８０：伝達機構、１９０：フランジ部材、１９２：当接部、１９５：ガイド、１９３：当接面、１９７：遮蔽部

Claims (7)

1. 薬液が充填されたシリンジが搭載されるシリンジホルダーと、
   搭載された前記シリンジから前記薬液を押し出すプレッサーと、
   前記プレッサーを前進又は後退させるアクチュエータであって、送りネジナットと、送りネジ軸と、モーターと、前記モーターからの回転を前記送りネジ軸に伝達する伝達機構とを有するアクチュエータとを備え、
   前記送りネジナットと、前記送りネジ軸と、前記モーターと、前記伝達機構とは、前記アクチュエータのケース内に収容されている、注入装置。
2. 送りネジナットと、
   送りネジ軸と、
   モーターと、
   前記モーターからの回転を前記送りネジ軸に伝達する伝達機構と、
   前記送りネジナットと、前記送りネジ軸と、前記モーターと、前記伝達機構とを収容しているケースとを備える、アクチュエータ。
3. 前記送りネジナットには、当接部を有するフランジ部材が固定されており、
   前記ケースは、前記当接部と当接して前記フランジ部材を案内するガイドを有しており、
   前記当接部は、前記ガイドと当接する第１当接面及び第２当接面と、前記第１当接面及び前記第２当接面の間に設けられた湾曲面とを有している、請求項２に記載のアクチュエータ。
4. 前記送りネジナットの移動の限界位置を検出するリミット検出部をさらに備え、
   前記フランジ部材が遮蔽部を有していると共に、前記リミット検出部が前記遮蔽部を検出する、請求項３に記載のアクチュエータ。
5. 前記送りネジナットの移動の限界位置を検出するリミット検出部をさらに備え、
   前記リミット検出部は、前側リミット検出部と後側リミット検出部とを有する、請求項２又は３に記載のアクチュエータ。
6. 前記モーターは、コアレスモーターである、請求項２から５のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
7. 薬液が充填されたシリンジが搭載されるシリンジホルダーと、搭載された前記シリンジから前記薬液を押し出すプレッサーと、前記プレッサーを前進又は後退させるアクチュエータとを備え、前記アクチュエータのケースが、フロントブロックと、第１サイドブロックと、第２サイドブロックと、ベースブロックと、リアブロックとを有している注入装置の製造方法であって、
   前記第１サイドブロックの後端面側から前記ベースブロックをネジ止めし、
   前記第２サイドブロックを前記第１サイドブロックにネジ止めし、
   前記第１サイドブロック及び前記第２サイドブロックに前記フロントブロックをネジ止めし、
   前記第２サイドブロックの後端面側から前記ベースブロックをネジ止めし、
   前記ベースブロックの後端面側から前記リアブロックをネジ止めする、注入装置の製造方法。

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