JP5598903B2 - 薬液用電動注射器 - Google Patents

Description

本発明は、医療または歯科治療で薬液を注射するための薬液用電動注射器に関する。

医療または歯科治療で麻酔薬等の薬液（以下単に薬液という）を注射する道具として、一般的には手操作式の注射器が使用されている。この注射器を用いて痛みを軽減するために低速かつ一定の注入速度で注射を行うことは困難である。また、硬い組織に薬液を注入する際は大きな押圧が必要となり、術者は労力を強いられることとなる。さらに、この場合、注射中の押圧の変動に伴い、注入速度が大きく変動するため、痛みが生じる要因にもなりうる。
そこで、ゆっくりとした注入速度での注射が可能で、かつ硬い組織に対しても一定の注入速度を維持しつつ注入可能な薬液用電動注射器が普及しつつある。

このような薬液用電動注射器に係る従来技術として、例えば、特許文献１（特開２００４−１３０００５号公報，発明の名称：歯科治療麻酔薬用電動注射器）に記載された発明が知られている。特許文献１には、その形状からガンタイプ型に分類される電動注射器が開示されており、麻酔薬が封入されたカートリッジのゴム栓を、押し子が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である。この歯科治療麻酔薬用電動注射器では、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して痛みが発生しないようにしている。

また、薬液用電動注射器に係る他の従来技術として、例えば、特許文献２（特表２００４−５１６１０７号公報，発明の名称：電子制御ユニットを具備するペン型注入装置）に記載された発明が知られている。特許文献２には、その形状からペンタイプ型に分類される電動注射器が開示されており、電子制御ユニットの制御により駆動されるため、痛みの発生が抑えられる。

特開２００４−１３０００５号公報（図３） 特表２００４−５１６１０７号公報（Ｆｉｇ３、Ｆｉｇ３Ａ）

薬液用電動注射器は、コードレス化・小型化による使い勝手の向上が求められている。また、比較的大型のガンタイプ型より小型のペンタイプ型のほうが使い勝手が良く好ましいことが各種アンケート・調査などから判ってきた。

特許文献１に記載の歯科治療麻酔薬用電動注射器では、複数の二段歯車による減速機構を用いて高トルク・低速回転を実現しているが、内部構造に余裕はなく、これ以上の小型化は容易ではないという問題があった。更なる小型化が可能な駆動ユニットが希求されている。

また、特許文献２に記載のペン型注入装置でも、複数の二段歯車による減速機構を用いて高トルク・低速回転を実現しているが、プランジャが一箇所の支持部にて支持されており、力がこの支持部に集中して破損しやすいという問題があった。機械的に強固な構成の駆動ユニットが希求されている。

そこで、本発明は上記した問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ペンタイプ型かつ小型であって、軽量化を図り、使い勝手を向上させた薬液用電動注射器を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る発明の薬液用電動注射器は、
薬液が封入されたカートリッジのゴム栓を押圧移動させて注射針へ薬液を流入させ、針先から薬液を吐出させる薬液用電動注射器において、
一端の開口部と連通する中空部を有し、他端の先端部でカートリッジのゴム栓を押圧移動させるピストンと、
ネジ軸と、ネジ軸に対して相対的に回転するように螺挿されるナット部と、を有し、開口部を通過してピストンの中空部内にネジ軸が遊挿され、かつピストンがナット部に連結されるボールネジと、
ボールネジのネジ軸を回転可能に支持するネジ軸支持部と、
ボールネジのナット部の回転を防止する回転止め部と、
ピストンの軸方向にピストンを移動可能に支持するようなすべり軸受けを含むピストン支持部と、
を少なくとも有し、ネジ軸の回転によりナット部とともにピストンをネジ軸の軸方向に移動させるピストンユニットと、
前記ピストンユニットのボールネジのネジ軸に回転力を伝導する駆動機構と、
駆動機構に回転力を伝導する駆動モータと、
駆動モータを駆動制御する駆動制御部と、
前記ピストンユニットのピストンの位置を検出するストロークセンサと、
駆動モータ、駆動制御部およびストロークセンサに電源を供給する電源部と、
駆動制御部、ストロークセンサおよび電源部が接続される中央処理部と、
前記ピストンユニット、駆動機構、駆動モータ、駆動制御部、電源部、ストロークセンサ、および、中央処理部を覆うケース本体と、
ケース本体と接続され、内部へ水の進入を防止する水密構造を維持しつつピストンが突出するように設けられるとともにカートリッジが挿入されたカートリッジホルダを着脱するカートリッジホルダ受口部と、
前記中央処理部に接続される吸引スイッチと、
を備え、
前記ピストンが前記ゴム栓をカートリッジ側へ押圧した状態で吸引スイッチが押下されたとき、
前記中央処理部は、吸引スイッチの押下に応じてカートリッジのゴム栓からピストンの先端を高速で離脱させるように駆動制御部を制御し、変形していたゴム栓が元の形状に戻ることで薬液の圧力が減少する際の負圧と血圧とによりカートリッジ内へ血液を吸入させることを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係る発明の薬液用電動注射器は、
薬液が封入されたカートリッジのゴム栓を押圧移動させて注射針へ薬液を流入させ、針先から薬液を吐出させる薬液用電動注射器において、
一端の開口部と連通する中空部を有し、他端の先端部に係止部が設けられており、この先端部でカートリッジのゴム栓を押圧移動させるピストンと、
ネジ軸と、ネジ軸に対して相対的に回転するように螺挿されるナット部と、を有し、開口部を通過してピストンの中空部内にネジ軸が遊挿され、かつピストンがナット部に連結されるボールネジと、
ボールネジのネジ軸を回転可能に支持するネジ軸支持部と、
ボールネジのナット部の回転を防止する回転止め部と、
ピストンの軸方向にピストンを移動可能に支持するようなすべり軸受けを含むピストン支持部と、
を少なくとも有し、ネジ軸の回転によりナット部とともにピストンをネジ軸の軸方向に移動させるピストンユニットと、
前記ピストンユニットのボールネジのネジ軸に回転力を伝導する駆動機構と、
駆動機構に回転力を伝導する駆動モータと、
駆動モータを駆動制御する駆動制御部と、
前記ピストンユニットのピストンの位置を検出するストロークセンサと、
駆動モータ、駆動制御部およびストロークセンサに電源を供給する電源部と、
駆動制御部、ストロークセンサおよび電源部が接続される中央処理部と、
前記ピストンユニット、駆動機構、駆動モータ、駆動制御部、電源部、ストロークセンサ、および、中央処理部を覆うケース本体と、
ケース本体と接続され、内部へ水の進入を防止する水密構造を維持しつつピストンが突出するように設けられるとともにカートリッジが挿入されたカートリッジホルダを着脱するカートリッジホルダ受口部と、
前記中央処理部に接続される吸引スイッチと、
を備え、
前記中央処理部は、吸引スイッチの押下に応じて、空カートリッジのゴム栓にピストンの先端部の係止部を係止させ、空カートリッジのゴム栓をピストンとともに引き込むように前記駆動制御部を制御し、空カートリッジのゴム栓の引き込みに伴って生じる負圧により空カートリッジ内へ薬液を吸入させることを特徴とする。

また、本発明の請求項３に係る発明の薬液用電動注射器は、
請求項１または請求項２に記載の薬液用電動注射器において、
前記電源部は、
無接点電力伝送モジュールと、この無接点電力伝送モジュールに接続されるバッテリ充電回路と、このバッテリ充電回路に接続されるバッテリと、を備え、無接点電力伝送モジュールにより外部から無接点で電力供給され、バッテリが充電されることを特徴とする。

また、本発明の請求項４に係る発明の薬液用電動注射器は、
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の薬液用電動注射器において、
前記中央処理部に接続され、人の部位の接触の有無を感知する接触スイッチを備え、
前記中央処理部は、接触スイッチにより接触が感知されたと判断したときに予め定められた注入速度で注入するように前記駆動制御部を制御することを特徴とする。

また、本発明の請求項５に係る発明の薬液用電動注射器は、
請求項４に記載の薬液用電動注射器において、
前記接触スイッチは静電容量式またはフォトリフレクタ式の接触スイッチであることを特徴とする。

また、本発明の請求項６に係る発明の薬液用電動注射器は、
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の薬液用電動注射器において、
前記中央処理部に接続され、押下量に応じた検出信号を出力する押下スイッチを備え、
前記中央処理部は、押下スイッチから出力された検出信号に応じた注入速度で注入するように前記駆動制御部を制御することを特徴とする。

また、本発明の請求項７に係る発明の薬液用電動注射器は、
請求項６に記載の薬液用電動注射器において、
前記押下スイッチは、ホール素子を含むものであり、このホール素子のストロークを分解し、ストロークに応じて検出信号を出力することを特徴とする。

また、本発明の請求項８に係る発明の薬液用電動注射器は、
請求項１〜請求項７の何れか一項に記載の薬液用電動注射器において、
前記ケース本体は、透明な略筒状の本体と、本体の外側を覆う有色の保護塗装部と、本体に保護塗装部を不形成にして設けた動作確認用表示部と、を有するものであり、
前記中央処理部に接続される発光部を備え、
発光部が発する光を透明の動作確認用表示部で透過させて、表示することを特徴とする。

また、本発明の請求項９に係る発明の薬液用電動注射器は、
請求項８に記載の薬液用電動注射器において、
前記ケース本体が有する動作確認用表示部は、輪状に一周する表示部であることを特徴とする。

また、本発明の請求項１０に係る発明の薬液用電動注射器は、
請求項９に記載の薬液用電動注射器において、
前記ケース本体はカートリッジホルダ受口部が接続される先端が先細るように形成され、この先端に設けられて断面積が小さい輪状の動作確認用表示部とすることを特徴とする。

また、本発明の請求項１１に係る発明の薬液用電動注射器は、
請求項８〜請求項１０の何れか一項に記載の薬液用電動注射器において、
前記発光部は、それぞれが相違する色により発光する複数種類の発光部を有するものであり、
前記中央処理部は、ピストンの位置に応じて発光部の色を変化させるように複数種類の発光部の明滅を制御し、前記発光部からの光を動作確認用表示部で透過させて薬液の注入量を表示することを特徴とする。

また、本発明の請求項１２に係る発明の薬液用電動注射器は、
請求項１１に記載の薬液用電動注射器において、
前記中央処理部は、前記発光部を点滅させて注入速度を表すことを特徴とする。

また、本発明の請求項１３に係る発明の薬液用電動注射器は、
請求項１１または請求項１２に記載の薬液用電動注射器において、
前記中央処理部は、前記２色以上の発光部を発光させて、組合せ色に対応させて注入量を表示することを特徴とする。

また、本発明の請求項１４に係る発明の薬液用電動注射器は、
請求項１〜請求項１３の何れか一項に記載の薬液用電動注射器において、
前記中央処理部に接続され、カートリッジの薬液の残量を複数のバーにて表示する情報表示部を備え、
前記中央処理部は、残量が減るにつれてバーを減らすように情報表示部に表示させることを特徴とする。

また、本発明の請求項１５に係る発明の薬液用電動注射器は、
請求項１〜請求項１４の何れか一項に記載の薬液用電動注射器において、
前記中央処理部に接続されるスピーカを備え、
前記中央処理部は、カートリッジの薬液の残量が減るにつれて音を変化させるようにスピーカに出力させることを特徴とする。

また、本発明の請求項１６に係る発明の薬液用電動注射器は、
請求項１〜請求項１５の何れか一項に記載の薬液用電動注射器において、
前記カートリッジホルダは、カートリッジの凹面内に入り込んでカートリッジを係止固定する突起部を備えることを特徴とする。

また、本発明の請求項１７に係る発明の薬液用電動注射器は、
請求項１〜請求項１６の何れか一項に記載の薬液用電動注射器において、
前記カートリッジホルダは、長さが異なる２種類のカートリッジの何れか一方のカートリッジを保持する共用のカートリッジホルダであり、
前記中央処理部に接続されるカートリッジ設定スイッチと、
を備え、前記カートリッジホルダを薬液用電動注射器にセットするため、前記カートリッジホルダがセットされていない状態で、カートリッジ設定スイッチを押下して前記長さが異なる２種類のカートリッジの何れかが選択されると、前記中央処理部は、ストロークセンサからの出力値と、カートリッジ用に予め設定されたピストン先端位置に対応する登録値と、が一致するか判定し、不一致のときに他方のカートリッジ用に予め設定されたピストン先端位置までピストンを移動させるように駆動制御部を制御し、また、一致するときにピストンを停止するように駆動制御部を制御することを特徴とする。

以上のような本発明によれば、ペンタイプ型かつ小型であって、軽量化を図り、使い勝手を向上させた薬液用電動注射器を提供することができる。

本発明を実施するための形態の薬液用電動注射器の外観の説明図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は側面図、図１（ｃ）は背面図である。 本発明を実施するための形態の薬液用電動注射器の内部構造図であり、図２（ａ）は側面構造図、図２（ｂ）は背面カバーを取り去ったときの内部構造図、図２（ｃ）は背面カバーを取り去ったときのスピーカを示す図である。 本発明を実施するための形態の薬液用電動注射器の本体カバーを取り去った内部構造図であり、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は一部断面である側面図、図３（ｃ）は一部断面である平面図、図３（ｄ）は背面図である。 本発明を実施するための形態の薬液用電動注射器の分解組み立て図である。 本発明を実施するための形態の薬液用電動注射器の回路ブロック図である。 本発明を実施するための形態の薬液用電動注射器の充電状態の説明図である。 本発明を実施するための形態の薬液用電動注射器に用いられる充電器の回路ブロック図である。 カートリッジおよびカートリッジホルダの説明図である。 カートリッジホルダの構造図であり、図９（ａ）は正面図、図９（ｂ）は底面図、図９（ｃ）は平面図、図９（ｄ）は雄ねじ部の拡大図、図９（ｅ）は断面図である。 本発明を実施するための形態の薬液用電動注射器の動作確認用表示部の説明図であり、図１０（ａ）は断面構造図、図１０（ｂ）は第１、第２発光部の配置説明図である。 本発明を実施するための形態の薬液用電動注射器の使用状態図である。 本発明を実施するための形態の薬液用電動注射器のピストンユニットの分解組み立て図である。 ピストンユニットの要部構成図である。 本発明を実施するための形態の薬液用電動注射器の情報表示部のカートリッジ切替表示の説明図であり、図１４（ａ）は１．８ｍＬのカートリッジ表示を示す図、図１４（ｂ）は１．０ｍＬのカートリッジ表示を示す図、図１４（ｃ）は１．８ｍＬのカートリッジ表示を示す図である。 本発明を実施するための形態の薬液用電動注射器の情報表示部の注入モード表示の説明図であり、図１５（ａ）はオートモード表示を示す図、図１５（ｂ）はコンスタントモード表示を示す図、図１５（ｃ）はオートモード表示を示す図である。 注入モード・注入速度の説明図であり、図１６（ａ）はコンスタントモードの説明図、図１６（ｂ）はオートモードの説明図である。 本発明を実施するための形態の薬液用電動注射器の情報表示部の注入速度表示の説明図であり、図１７（ａ）はオートモードで注入速度Ｌの表示を示す図、図１７（ｂ）はオートモードで注入速度Ｍの表示を示す図、図１７（ｃ）はオートモードで注入速度Ｈの表示を示す図、図１７（ｄ）はコンスタントモードで注入速度Ｌの表示を示す図、図１７（ｅ）はコンスタントモードで注入速度Ｍの表示を示す図、図１７（ｆ）はコンスタントモードで注入速度Ｈの表示を示す図である。 本発明を実施するための形態の薬液用電動注射器の情報表示部の音声オンオフ・メロディの設定の表示説明図であり、図１８（ａ）は音声オフモードの表示を示す図、図１８（ｂ）はブザーモードの表示を示す図、図１８（ｃ）はメロディ１モードの表示を示す図、図１８（ｄ）はメロディ２モードの表示を示す図、図１８（ｅ）はメロディ６モードの表示を示す図である。 本発明を実施するための形態の薬液用電動注射器の使用状態の断面構造図である。 本発明を実施するための形態の薬液用電動注射器の情報表示部の説明図であり、図２０（ａ）はオートモード時の注射開始当初のバー表示の説明図、図２０（ｂ）はオートモード時の注射途中のバー表示の説明図、図２０（ｃ）はオートモード時の注射途中のバー表示の説明図、図２０（ｄ）はオートモード時の注射終了時のバー表示の説明図、 図２０（ｅ）はコンスタントモード時の注射開始当初のバー表示の説明図、図２０（ｆ）はコンスタントモード時の注射途中のバー表示の説明図、図２０（ｇ）はコンスタントモード時の注射途中のバー表示の説明図、図２０（ｈ）はコンスタントモード時の注射終了時のバー表示の説明図である。

続いて、本発明を実施するための形態について図を参照しつつ以下に説明する。本形態では説明の具体化のため、薬液として麻酔薬を想定し、歯科治療時の麻酔薬注入用の薬液用電動注射器であるものとして説明する。薬液用電動注射器１は、図１で示すような外観を有するものであり、注射針１０を取り付け、針固定部２０、カートリッジホルダ３０、カートリッジホルダ受口部４０、動作確認用表示部５０、ケース本体６０、スタートスイッチ７０、吸引スイッチ８０、情報表示部９０、モード／スピード設定スイッチ１００、カートリッジ／メロディ設定スイッチ１１０、電源スイッチ１２０を備える。

また、薬液用電動注射器１は、図２の本体カバーを破断した内部構造図で示すように、さらに内部にピストンユニット１３０、駆動機構１４０、スピーカ１５０、基板１６０、保護シール部１７０、スタートスイッチ保護シール部１８０、吸引スイッチ保護シール部１９０、駆動モータ２００を備える。

また、薬液用電動注射器１は、図３の本体カバーを除く内部構造図で示すように、さらに内部にストロークセンサ２１０、補強リング２２０を備える。

また、薬液用電動注射器１は、図４の分解構造図で示すように、さらに内部にバッテリ２３０、集光体２４０、カートリッジ（例えば１．８ｍＬ）２５０、カートリッジ（例えば１．０ｍＬ）２６０、パッキン受け２７０、パッキン２８０、Ｏリング２９０を備える。

また、薬液用電動注射器１は、図５の回路ブロック図で示すように、受電側無接点電力伝送モジュール３００、バッテリ充電回路３１０、バッテリ２３０、開閉制御部３２０、±５Ｖ電源回路３３０、本体側中央処理部３４０、第１発光部３５０、第２発光部３６０、Ｄ／Ａコンバータ３７０、モータ駆動回路３８０、駆動モータ２００、モータ電流検出回路３９０、ストロークセンサ２１０、スピーカ１５０、スタートスイッチ７０、分周回路４００、吸引スイッチ８０、モード／スピード設定スイッチ１００、カートリッジ／メロディ設定スイッチ１１０、電源スイッチ１２０、リセット回路４１０を備える。
薬液用電動注射器１の構成はこのようなものである。

この薬液用電動注射器１は、図６で示すように、充電器２に載置して充電が行われる。
この充電器２は、図７の回路ブロック図で示すように、ＡＣアダプタ（ＤＣ６Ｖ出力）４２０、定電圧回路（ＤＣ５Ｖ）４３０、送電側無接点電力伝送モジュール４４０、充電器側中央処理部４５０、充電表示部４６０、リセット回路４７０、比較回路４８０、本体検出センサ（ホール素子）４９０を備える。
充電器２で用いられる構成はこのようなものである。

続いて各構成について説明する。
注射針１０は、周知のように中空針体であり、図１で示すように、薬液用電動注射器１の先端に取り付けられている。注射針１０の他端はカートリッジ２５０，２６０内まで到達しており、カートリッジ２５０，２６０内の薬液が流れる。
針固定部２０は、注射針１０をカートリッジホルダ３０と連結固定する。カートリッジホルダ３０側の雄ねじ部に針固定部２０の雌ねじ部を螺挿して締結固定する。

カートリッジホルダ３０は、図４，図８で示すように、その中にカートリッジが装填される。ここに歯科治療の麻酔薬用では、現状、例えば１．８ｍｌ用のカートリッジ２５０、例えば１．０ｍｌ用のカートリッジ２６０という長さの異なる二種類のカートリッジが存在する。カートリッジホルダ３０は、二種類のカートリッジを装填可能となるように構成されており、後述するがピストンがカートリッジのゴム栓を押し出してカートリッジ内の麻酔薬を押し出すようにしている。
なお、カートリッジは、１．８ｍｌ用との１．０ｍｌ用とに限定する趣旨ではなく、例えば、１．６ｍｍ用カートリッジなど今後新たに選定されたようなカートリッジに対応させることも可能である。薬液量や長さなどの具体的数値は必要に応じて適宜変更設定される。

このカートリッジホルダ３０は、図９で示すように、本体３０ａ、側片部３０ｂ、突起部３０ｃ、雄ねじ部３０ｄ、溝部３０ｅを備える。
本体３０ａは、円筒体であり長尺のカートリッジ２５０，２６０の一部が突出する程度の長さを有している。
側片部３０ｂは、一方が本体３０ａに接続され、また、周囲に切り込みが形成されてなるものであり、半径方向に移動可能に構成されている。側片部３０ｂは本形態では２箇所に形成されているが、例えば１箇所、３箇所等適宜個数を設定することができる。
突起部３０ｃは、側片部３０ｂから内側へ突出していてカートリッジ２５０，２６０を固定するための部材である。突起部３０ｃも側片部３０ｂと同じ数だけ形成される。
雄ねじ部３０ｄは、針固定部２０の雌ねじ部に螺挿されて締結固定される。
溝部３０ｅは、開口部側付近の外周に形成される環状の溝である。

図８で示すように例えば１．８ｍｌ用のカートリッジ２５０には円環状の溝部２５２が外周面に設けられており、また、例えば１．０ｍｌ用のカートリッジ２６０には円環状の溝部２６２が外周面に設けられている。また先端にはゴム等の蓋２５３（２６３）の周囲をキャップ２５４（２６４）が覆っている。

カートリッジホルダ３０へカートリッジ２５０（２６０）が挿入されると、キャップ２５４（２６４）が突起部３０ｃおよび側片部３０ｂを外周側へ押し上げ、その後に溝部２５２（２６２）内に突起部３０ｃが入り込んで固定される。このような機構によりカートリッジホルダ３０にカートリッジ２５０（２６０）が固定され、カートリッジ２５０（２６０）が引っ張られてもカートリッジホルダ３０から容易には抜けないようになされる。

カートリッジホルダ受口部４０は、カートリッジホルダ３０を着脱するように構成されている。カートリッジホルダ３０の溝部３０ｅ内にカートリッジホルダ受口部４０の突起部（図示せず）が挿抜されてカートリッジホルダ３０の着脱が行われる。

動作確認用表示部５０は、図１，図２，図１０で示すように、ケース本体６０の注射針側の最先端箇所に配置されている。動作確認用表示部５０は一周の輪状に形成される。後述するが、例えば、注入動作中に各種の色にて発光表示され、術者に動作中であることを表示喚起する。

ケース本体６０は、防水性が高い透明材料により筒状に形成されている。また、注射針側は先細るように形成されている。背面には内部に機械を入れるための孔が形成されており、背面カバー６１（図２参照）により封止固定される。また、スタートスイッチ７０、吸引スイッチ８０、情報表示部９０、モード／スピード設定スイッチ１００、カートリッジ／メロディ設定スイッチ１１０、電源スイッチ１２０の形成箇所にも孔が空いている。そして、動作確認用表示部５０を除く箇所を塗装して保護塗装部を形成する。動作確認用表示部５０は、ケース本体６０が先細る形状を有しているためケース本体６０の最大の太さを有するグリップ部と比較して小さい輪状の表示部としている。

スタートスイッチ７０は、図５で示すように分周回路４００を介して本体側中央処理部３４０と接続され、注射の開始についての入力がなされる。スタートスイッチ７０は、図２で示すようにスタートスイッチ保護シール部１８０により覆われて防水されている。なお、スタートスイッチ７０は、人の部位の接触の有無を感知する静電容量式の接触スイッチである。静電容量式の接触スイッチでは、図１１で示すように術中に着用しているゴム手袋３を介しても入り切りできる点が確認されている。この接触スイッチを採用することで、機械的な動作を無くし、振動等の発生を防止する。
なお、スタートスイッチ７０を静電容量式の接触スイッチに代えてフォトリフレクタ式の接触スイッチとしても良い。スタートスイッチ７０の窓穴部を指で遮蔽して操作入力が行われる。この場合に分周回路４００は不要となり、図５においてスタートスイッチ７０が本体側中央処理部３４０に直接接続され、スタートスイッチ７０からの入力信号が本体側中央処理部３４０に入力される。このようなスタートスイッチ７０としても良い。

吸引スイッチ８０は、図５で示すように本体側中央処理部３４０と接続され、吸入についての入力がなされる。吸引スイッチ８０は、図２で示すように吸引スイッチ保護シール部１９０により覆われて防水されている。

情報表示部９０は、図５で示すように本体側中央処理部３４０と接続される液晶ディスプレイである。表示画面は、例えば、図１４，図１５等で示すようになる。情報表示部９０は、図２で示すように保護シール部１７０により覆われて防水されている。

モード／スピード設定スイッチ１００は、図５で示すように本体側中央処理部３４０と接続され、モード設定やスピード設定についての入力がなされる。モード／スピード設定スイッチ１００は、図２で示すように保護シール部１７０により防水されている。

カートリッジ／メロディ設定スイッチ１１０は、本発明のカートリッジ設定スイッチであり、図５で示すように本体側中央処理部３４０と接続され、カートリッジ設定やメロディ設定についての入力がなされる。カートリッジ／メロディ設定スイッチ１１０は、図２で示すように保護シール部１７０により防水されている。

電源スイッチ１２０は、図５で示すように本体側中央処理部３４０と接続され、電源のオン・オフについての入力がなされる。電源スイッチ１２０は、図２で示すように保護シール部１７０により覆われて防水されている。

ピストンユニット１３０は、図２で示すようにケース本体６０内に配置される。ピストンユニット１３０は、図３，図４，図１２，図１３で示すように、ピストン１３１、ボールネジ１３２、下側ベース１３３、上側ベース１３４、回転止め部１３５、ネジ軸支持部１３６、ピストン支持部１３７を備えており、下側ベース１３３と上側ベース１３４とを組み立てて構成するというものである。ボールネジ１３２は、図１２，図１３で示すように、ネジ軸１３２ａ、ナット部１３２ｂを備える。ネジ軸支持部１３６は、スラスト軸受け１３６ａ、ラジアル軸受け１３６ｂを備える。ピストン支持部１３７は、ピストン軸方向（スラスト方向）にピストン１３１が移動可能となるように支持する軸受けである。ピストンの径方向（ラジアル方向）には移動しないように支持する。

駆動機構１４０は、図２で示すようにピストンユニット１３０のボールネジ１３２のネジ軸１３２ａを回転駆動するものであり、図２（ｂ），図４で示すように互いに噛み合っているピストン側歯車１４１、モータ側歯車１４２を備える。ネジ軸１３２ａにピストン側歯車１４１が、また、駆動モータ２００の回転軸にモータ側歯車１４２がそれぞれ固定される。

スピーカ１５０は、図５で示すように本体側中央処理部３４０と接続される。スピーカ１５０は、図２（ｃ）で示すように背面カバー６１の裏側付近に配置される。

基板１６０は、図５の回路ブロック図で示すように、受電側無接点電力伝送モジュール３００、バッテリ充電回路３１０、開閉制御部３２０、±５Ｖ電源回路３３０、本体側中央処理部３４０、情報表示部９０、第１発光部３５０、第２発光部３６０、Ｄ／Ａコンバータ３７０、モータ駆動回路３８０、モータ電流検出回路３９０、スタートスイッチ７０、分周回路４００、吸引スイッチ８０、モード／スピード設定スイッチ１００、カートリッジ／メロディ設定スイッチ１１０、電源スイッチ１２０、リセット回路４１０が搭載されて、回路を形成している。

保護シール部１７０は、図２で示すように、情報表示部９０、モード／スピード設定スイッチ１００、カートリッジ／メロディ設定スイッチ１１０、電源スイッチ１２０を覆うように設けられ、防水する。

スタートスイッチ保護シール部１８０は、図２で示すように、スタートスイッチ７０をを覆うように設けられ、防水する。

吸引スイッチ保護シール部１９０は、図２で示すように、吸引スイッチ８０を覆うように設けられ、防水する。

駆動モータ２００は、図３（ｃ）で示すように、ピストンユニット１３０の側部に固定され、図４で示すように駆動軸にはモータ側歯車１４２が軸支固定されている。駆動モータ２００は、図５で示すように、モータ駆動回路３８０に接続されて回転駆動される。

ストロークセンサ２１０は、図３（ｃ）で示すように、ピストンユニット１３０の側部に固定され、センサ摺動子２１１がボールネジ１３２のナット部１３２ｂに固定されている。ナット部１３２ｂの移動に応じてストロークセンサ２１０から出力される位置検出信号が変化するため、この検出値を用いて位置決めが可能となっている。

補強リング２２０は、図３（ｂ）で示すように、下側ベース１３３と上側ベース１３４とが組み合わされたときに形成されるリング状の溝部に嵌め込まれて、下側ベース１３３と上側ベース１３４とを強固に固定する。

バッテリ２３０は、図５で示すようにバッテリ充電回路３１０と開閉制御部３２０とに接続され、図４で示すように、ピストンユニット１３０の溝内に固定される。バッテリ２３０は充電機能を有し、使用時には各部へ電源供給する。

集光体２４０は、図４で示すように、ピストンユニット１３０の注射針側先端に固定される。後述するが第１発光部３５０、第２発光部３６０から発する光を動作確認用表示部５０へ集光する機能を有する。

カートリッジ（例えば１．８ｍＬ）２５０は、１．８ｍＬの麻酔薬が封入されている。図４で示すように、ゴム栓２５１を有しており、注射針が刺されているときにピストン１３１がゴム栓２５１を押すと麻酔薬が注射針１０から出る（図１９参照）。

カートリッジ（例えば１．０ｍＬ）２６０は、１．０ｍＬの麻酔薬が封入されている。図４で示すように、ゴム栓２６１を有しており、注射針が刺されているときにピストン１３１がゴム栓２６１を押すと麻酔薬が注射針１０から出る。

パッキン受け２７０は、図４で示すように、カートリッジホルダ受口部４０によりピストンユニット１３０側へ押圧されて、パッキン２８０を固定する。

パッキン２８０は、ピストン１３１と当接し、水密構造を保つものであり、本体内部へ水が進入する事態を防止する。

Ｏリング２９０は、ピストン１３１の先端ゴム栓２５１，２６１を押圧してカートリッジ２５０，２６０内に入り込んだときに、カートリッジ２５０，２６０内の内周面に当接して薬液がピストン側から漏れ出るような事態を防止する。

受電側無接点電力伝送モジュール３００は、図５で示すように回路の内の電源系回路であり、充電器２の送電側無接点電力伝送モジュール４４０（図７参照）から電力信号を受信し、電力信号を出力する。

バッテリ充電回路３１０は、電力信号を受けてバッテリ２３０に電力を供給する。バッテリ２３０の充電が完了したら電力供給を停止する。このバッテリ２３０は、開閉制御部３２０がＯＦＦの間（充電器２に載置されている間）は電力を充電し、開閉制御部３２０がＯＮの間（充電器２から取り外されている間）は外部へ電力供給する。

開閉制御部３２０は、本体側中央処理部３５０に接続されており、開閉制御によりバッテリ２３０と±５Ｖ電源回路３３０との間を開閉する。

±５Ｖ電源回路３３０は、バッテリ２３０からの電力を±５Ｖ電源に供給する。この±５Ｖ電源は駆動・制御のため図５で示す回路系の各構成に供給される。

本体側中央処理部３４０は、本発明の中央処理部の具体例であり、図５で示すように、情報表示部９０、第１発光部３５０、第２発光部３６０、Ｄ／Ａコンバータ３７０、モータ電流検出回路３９０、ストロークセンサ２１０、スピーカ１５０、開閉制御部３２０、分周回路４００（スタートスイッチ７０が静電容量方式のときのみ設けられ、フォトリフレクタ式の場合は不要である）、吸引スイッチ８０、モード／スピード設定スイッチ１００、カートリッジ／メロディ設定スイッチ１１０、電源スイッチ１２０、リセット回路４１０が接続されており、各種入力に応じた制御を行う。詳しい制御については後述する。

第１発光部３５０は、例えば青色のＬＥＤである。本体側中央処理部３４０により明滅が制御される。
第２発光部３６０は、例えば橙色のＬＥＤである。本体側中央処理部３４０により明滅が制御される。
第１発光部３５０および第２発光部３６０は、図１０（ｂ）のように正面側から見た場合、例えば、基板１６０の上下であって左右に配置される。

Ｄ／Ａコンバータ３７０は、本体側中央処理部３４０から駆動モータ２００の回転を制御するデジタルデータを入力し、アナログ信号に変換する。

モータ駆動回路３８０は、アナログ信号を受けて駆動モータ２００を駆動するモータ電流信号を出力する。

モータ電流検出回路３９０は、駆動モータ２００に入力されるモータ電流信号を検出してトルク信号として入力する。これらＤ／Ａコンバータ３７０、モータ駆動回路３８０、モータ電流検出回路３９０は、本発明の駆動制御部を構成する。

分周回路４００は、スタートスイッチ７０からの検出信号を間引いて出力するものであり、検出する間隔を長くして、プログラム上検出しやすくしている。なお、分周回路４００は、スタートスイッチ７０が静電容量方式のときのみ設けられ、フォトリフレクタ式の場合は取り除かれる。
リセット回路４１０は、電源投入時や電源瞬断時に電源電圧を検出し、確実にシステムにリセットをかける機能を持つ。
薬液用電動注射器１の構成はこのようなものである。

続いて本発明の特徴をなすピストンユニットの内部構造について説明する。ピストンユニット１３０は、図３，図１２，図１３で示すように、ピストン１３１、ボールネジ１３２、下側ベース１３３、上側ベース１３４、回転止め部１３５、ネジ軸支持部１３６、ピストン支持部１３７を備える。

ピストン１３１は、円筒体であって一端の開口部と連通する中空部を有する。他端の先端部でカートリッジ２５０，２６０のゴム栓２５１，２６１を押圧移動させる。
ボールネジ１３２は、外周が螺刻されたネジ軸１３２ａと、ネジ軸１３２ａに対して相対的に回転し、ネジ軸方向に移動するように螺挿されるナット部１３２ｂと、を備える。そして、ピストン１３１の開口部１３１ａを通過してピストン１３１の中空部内にネジ軸１３２ａが遊挿され、かつピストン１３１の開口部１３１ａ付近でナット部１３２ｂに連結される。つまり。ナット部１３２ｂがネジ軸方向に移動するとともにピストン１３１が移動する。

下側ベース１３３、上側ベース１３４は、ネジ軸支持部１３６、ピストン支持部１３７を上下方向から挟んで固定する。ピストンユニット１３０は、下側ベース１３３と上側ベース１３４とによる半割構造としているため、組み付けが容易になっている。

回転止め部１３５は、図３，図１３で示すように、突起部１３５ａと摺動路１３５ｂとからなる。突起部１３５ａはナット部１３２ｂに固定される。摺動路１３５ｂは下側ベース１３３に形成される。突起部１３５ａは摺動路１３５ｂ内のみ移動するようになされており、このような回転止め部１３５はボールネジ１３２のナット部１３２ｂの回転を防止する。このため、ナット部１３２ｂ、および、このナット部１３２ｂに連結されるピストン１３２は、回転することなく、軸方向にのみ移動することとなる。

ネジ軸支持部１３６は、図１３で示すように、スラスト軸受け１３６ａ、ラジアル軸受け１３６ｂを備え、ボールネジ１３２のネジ軸１３２ａを回転可能に支持する。スラスト軸受け１３６ａは、特にピストン１３１がゴム栓２５１，２６１を押圧するときに受けるネジ軸方向の力を支えて回転可能に支持する。特にスラスト方向の力が強いため、下側ベース１３３と上側ベース１３４とが開くように作用するが、前記した補強リング２２０により固定されており、下側ベース１３３と上側ベース１３４とが開くような事態は生じない。ラジアル軸受け１３６ｂは２個配置されており、下側ベース１３３と上側ベース１３４に対してネジ軸１３２ａが回転可能となるように支持する。これらスラスト軸受け１３６ａ、２個のラジアル軸受け１３６ｂによりネジ軸支持部１３６は充分な支持力を付与している。

ピストン支持部１３７は、下側ベース１３３と上側ベース１３４とに挟まれて固定されるすべり軸受けである。ピストン支持部１３７は、ネジ軸の軸方向（スラスト方向）には支持力を付与しておらず、回転に応じて移動するピストン１３１を移動可能に支持する。また、ラジアル方向については充分な支持力を付与できるが、ラジアル方向に受ける力は少ないためピストン１３１の移動が妨げられるような事態は生じない。

このようなピストンユニット１３０では、ピストン１３１内にあるネジ軸１３２ａはピストン１３１の内周で接することなく僅かな隙間が介在した状態で遊挿されている。そして、ピストン１３１は軸方向（スラスト方向）には強い力が加わるが半径方向（ラジアル方向）には力が加わらないため、ピストン１３１内にあるネジ軸１３２ａはその状態を維持して内周面と接することなく回転する。また、実験的にネジ軸支持部１３６とピストン支持部１３７とで支持した状態でピストン１３１に抗力を付与しつつ軸方向（スラスト方向）に移動させても動作可能であることが確認されている。

このようなピストンユニット１３１では以下のような利点を有する。従来ではボールネジを利用するとネジ軸の両端で支持する必要があり大型化が避けられなかったが、本発明ではネジ軸１３２ａの一方の支持部を省略する構成を採用したため、一方の支持部を不要として大幅な小型化が実現されている。また、ボールネジ１３２を使用するため、回転力が少なくても充分な押圧力を確保できるようになったため、従来のような多段の歯車減速機構を不要としてこの点でも装置小型化に寄与している。また、モータの小型化につながり、さらにバッテリの小型化につながっている。本発明はこれら効果が相乗的に相俟って大幅な小型化・軽量化が実現されており、コードレスでペンタイプ型の薬液用電動注射器１を実現している。

続いて、動作確認用表示部５０について説明する。
動作確認用表示部５０は、図１０で示すように、ケース本体６０の先端であってカートリッジホルダ受口部４０と隣接する位置に設けられている。ケース本体６０は、先に説明したように透明の材料により形成されており、外周面に塗装を行って保護塗装部を形成するが、先端の輪状箇所のみ塗装しないで透明となるようにして、動作確認用表示部５０を形成する。そして、二個の第１発光部３５０と二個の第２発光部３６０とが基板１６０上に設けられる。図１０（ｂ）でも明らかなように基板１６０の上側で第１発光部３５０と第２発光部３６０が配置される。基板１６０の下側で第１発光部３５０と第２発光部３６０が配置される。上下を含む左端を見たときにも第１発光部３５０と第２発光部３６０が配置される。上下を含む右端を見たときにも第１発光部３５０と第２発光部３６０が配置される。

例えば青色を発光するとき、二個の第１発光部３５０が発光すると、左右および上下で発光することとなる。そして、図１０（ａ）で示すように集光体２４０により光が散逸しないように光路を形成しており、先端方向へ集光されて動作確認用表示部５０で外側へ青色の光が照射される。この青色の光は乱反射して動作確認用表示部５０の全周へ伝わって照射することとなり、これにより、動作確認用表示部５０の左右上下全方向より発光していることが見て取れる。

同様に例えば橙色を発光するとき、二個の第２発光部３６０が発光すると、左右および上下で発光することとなる。そして、図１０（ａ）で示すように集光体２４０により光が散逸しないように光路を形成しており、先端方向へ集光されて動作確認用表示部５０で外側へ橙色の光が照射される。この橙色の光は乱反射により動作確認用表示部５０の全周へ伝わって照射することとなり、これにより、動作確認用表示部５０の左右上下全方向より発光していることが見て取れる。

また、全ての第１発光部３５０と全ての第２発光部３６０とを発光させると、集光体２４０により集光されて動作確認用表示部５０へ入射するが、例えば青と橙とを混合すると紫となり、動作確認用表示部５０の外側へ紫色の光が照射される。この、紫色の光は乱反射により動作確認用表示部５０の全周へ伝わって照射することとなり、これにより、動作確認用表示部５０の左右上下全方向より発光していることが見て取れる。
このような動作確認用表示部５０は、簡易な構成で表示部を形成することができる。また、ケース本体６０が先細るため小さい輪状の表示部としており、通常のランプ等では不可能であった輪状の表示部とし、上下左右から見ることができる。また、光が小さい輪に集光するため、明るく表示される。また、２色の発光部を混合するようにしたため、２色の発光部で３色表すことができ、コスト低減に寄与している。
なお、本形態では第１発光部３５０の発光色が青であり、また、第２発光部３６０の発光色が橙であるとして説明したが、これら発光色に限定する趣旨ではなく、適宜発光色を選択しても良い。

続いてこのような薬液用電動注射器１の実際の使用を考慮した動作について説明する。
（１）充電時
不使用の薬液用電動注射器１は、通常は図６で示すように、充電器２に載せられて充電がなされる。図７で示すように、充電器２のＡＣアダプタ４２０は商用電源が供給されるコンセントに接続され、ＡＣ１００ＶをＤＣ６Ｖの電圧に変換して出力する。定電圧回路４３０は、さらにＤＣ５Ｖの電圧に変換して電側無接点電力伝送モジュール４４０へ出力する。送電側無接点電力伝送モジュール４４０は、非接触伝送モジュールであり、このＤＣ５Ｖの電圧を無線電力として伝送する。

送電側無接点電力伝送モジュール４４０のすぐ側には、図５で示す受電側無接点電力伝送モジュール３００が配置されており、この受電側無接点電力伝送モジュール３００は無線伝送された電力を受電し、バッテリ充電回路３１０へ電力を供給する。バッテリ充電回路３１０は例えばリチウムイオン充電ＩＣであり、リチウムイオン電池であるバッテリ２３０を充電する。この充電時では電源スイッチ１２０がＯＦＦとなっているが、電源スイッチ１２０に連動して、開閉制御部３２０もＯＦＦとなっており後段の±５Ｖ電源回路３３０へ電力を送らないため、制御系統はすべてＯＦＦとなる。したがって、電力消費することなくバッテリ２３０が充電される。

この際、図７で示すように、本体検出センサ（ホール素子）４９０により薬液用電動注射器１の設置が比較回路４８０を通じて検出されると、充電器側中央処理部４５０は充電中であることを充電表示部４６０に表示させる。表示例としては、充電表示部４６０が例えば緑色ＬＥＤと橙色ＬＥＤとを有し、充電中は橙色に、また、充電終了後は緑色に発光させるような表示とする。なお、表示例は各種選択できるが、充電中と充電終了とが判別できるような表示を選択すれば良い。

（２）起動・イニシャライズ（初期設定）動作時
続いて、実際の動作について操作手順に沿って説明する。なお、以後の説明において、各スイッチに対応して本体側中央処理部がスピーカ、駆動制御部、表示部等に対して制御を行うものとして説明を進める。
まず、術者は充電器２や消毒液から薬液用電動注射器１を取り出し、電源スイッチ１２０を１回押すと、電源スイッチ１２０の押下と連動して開閉制御部３２０がＯＮとなり、バッテリ２３０から±５Ｖ電源回路３３０へ電力が送られて、±５Ｖの電圧信号を出力する。そして、本体側中央処理部３４０を含む各部へ電源が供給される。そしてリセット回路４１０にも＋５Ｖが供給されると、リセット回路４１０からのリセット出力がＬからＨになり、本体側中央処理部３４０は０番地からのプログラム実行を開始する。０番地からメインループ手前までのイニシャライズプログラムが実行される。たとえば、スピーカ１５０からの起動音とともに情報表示部９０の表示が点灯する。また、動作確認用表示部５０も、例えば一秒ずつ青色、橙色に点灯する。また、ピストン１３１の位置が現在設定されているカートリッジサイズに相当する原点まで移動して停止する。

（３）カートリッジ切替時（前回使用したカートリッジと異なる場合のみ）
カートリッジ／メロディ設定スイッチ１１０を長押しするごとにカートリッジを例えば１．８ｍｌと例えば１．０ｍｌとの間で交互に切り替わるようになされており、使用するカートリッジを設定することができる。この切り替わりは図１４で示すように情報表示部９０で表示される。

切替前で例えば１．８ｍｌに設定されており、例えば１．８ｍｌから例えば１．０ｍｌへ切り替えるものとする。カートリッジ／メロディ設定スイッチ１１０を２秒以上にわたり長押しするとカートリッジサイズの切り替えが開始される。切替開始と同時に音がでる。そして例えば１．０ｍｌ用のカートリッジが収納できるようにピストン１３１が前進し、ピストン位置が自動的に調節される。例えば１．８ｍＬカートリッジ用のピストン先端の位置と例えば１．０ｍＬカートリッジ用のピストン先端の位置の差は例えば約２１ｍｍであり、ピストンの位置調節にかかる時間は例えば約１０秒要する。この際、動作確認用表示部５０は、ピストン動作中に例えば約０．８秒間隔で２回点滅→例えば約２秒間消灯→例えば約０．８秒間隔２回点滅を繰り返す。このとき、動作確認用表示部５０の表示色は例えば青色となる。切替完了時に、図１４（ａ）で示す長いカートリッジの表示から、切替音とともに、図１４（ｂ）で示す短いカートリッジの表示へ変更される。音は、何れもスピーカ１５０から出力される。

一方、切替前例えば１．０ｍｌに設定されており、例えば１．０ｍｌから例えば１．８ｍｌへ切り替えるものとする。カートリッジ／メロディ設定スイッチ１１０を２秒以上にわたり長押しするとカートリッジサイズの切り替えが開始される。切替開始と同時に音がでる。そして例えば１．８ｍｌ用のカートリッジが収納できるようにピストン１３１が後退し、ピストン位置が自動的に調節される。この際、動作確認用表示部５０は、ピストン動作中に例えば約０．８秒間隔で２回点滅→例えば約２秒間消灯→例えば約０．８秒間隔２回点滅を繰り返す。このとき、動作確認用表示部５０の表示色は例えば橙色となる。切替完了時に、図１４（ｂ）のような短いカートリッジの表示から、切替音とともに、図１４（ｃ）のような長いカートリッジの表示へ変更される。音は、何れもスピーカ１５０から出力される。

なお、例えば１．８ｍＬのときのピストンの原点位置は機械的原点と一致している。また、例えば１．０ｍＬの原点位置は例えば１．８ｍＬ原点から例えば約２１ｍｍ先端方向にある。このため、位置決めが容易となり、各原点移動動作は高速動作にすることができる。

（４）注入モード設定
モード／スピード設定スイッチ１００を長押し（例えば約２秒）するごとにコンスタントモードとオートモードとの間で交互に切り替わるようになされており、注入モードを設定することができる。この切り替わりは図１５で示すように情報表示部９０で表示される。
コンスタントモードでは、図１６（ａ）で示すように注入速度を変化させることなく一定の注入速度となるようにするモードである。注入速度はＬ，Ｍ，Ｈの各種が選べる。オートモードでは、図１６（ｂ）で示すように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するモードである。注入速度はＬ，Ｍ，Ｈの各種が選べる。

切替前でオートモードに設定されており、オートモードからコンスタントモードへ切り替えるものとする。モード／スピード設定スイッチ１００を２秒以上にわたり長押しするとモードの切り替えが行われる。図１５（ａ）で示すような「Ａｕｔｏ」の表示から、切替音とともに、図１５（ｂ）で示すような「Ｃｏｎｓｔａｎｔ」の表示へ変更される。
一方、切替前でコンスタントモードに設定されており、コンスタントモードからオートモードへ切り替えるものとする。モード／スピード設定スイッチ１００を２秒以上にわたり長押しするとモードの切り替えが行われる。図１５（ｂ）で示すような「Ｃｏｎｓｔａｎｔ」の表示から、切替音とともに、図１５（ｃ）で示すような「Ａｕｔｏ」の表示へ変更される。
ブザー音モード、メロディモード選択時に出る切替音は何れもスピーカ１５０から出力される。

（５）注入速度設定
モード／スピード設定スイッチ１００を軽く押して注入速度がＬ（Ｌｏｗ：低速）、Ｍ（Ｍｅｄｉｕｍ：中速）、Ｈ（Ｈｉｇｈ：高速）モードとの間で切り替わるようになされており、注入速度を設定することができる。なお、注入速度の切り替わりは、モード／スピード設定スイッチ１００から指が離れた時に反応する。この切り替わりは図１７で示すように情報表示部９０で表示される。

切替前でＡＵＴＯモードでＬに設定されており、Ｍへ切り替えるものとする。モード／スピード設定スイッチ１００を軽く押すと、図１７（ａ）のような「Ｌ」の表示から、切替音とともに、図１７（ｂ）のような「Ｍ」の表示へ変更される。
また、切替前でＭに設定されており、Ｈへ切り替えるものとする。モード／スピード設定スイッチ１００を軽く押すと、図１７（ｂ）のような「Ｍ」の表示から、切替音とともに、図１７（ｃ）のような「Ｈ」の表示へ変更される。
また、切替前でＨに設定されており、Ｌへ切り替えるものとする。モード／スピード設定スイッチ１００を軽く押すと、図１７（ｃ）のような「Ｈ」の表示から、切替音とともに、図１７（ａ）のような「Ｌ」の表示へ変更される。
このような切り替えはＣｏｎｓｔａｎｔモードでも、図１７（ｄ），（ｅ），（ｆ） で示すように同様であり、重複する説明を省略する。
ブザー音モード、メロディモード選択時に出る切替音は何れもスピーカ１５０から出力される。

（６）音声設定・メロディ設定
カートリッジ／メロディ設定スイッチ１１０を軽く押して、メロディを設定する。この切り替わりは図１８で示すように情報表示部９０で表示される。メロディの切り替えには無音やブザー音も含まれる。 カートリッジ／メロディ設定スイッチを押すごとに切替音とともに無音モード（図１８（ａ））→ブザー音モード（図１８（ｂ））→メロディ１（図１８（ｃ））→メロディ２（図１８（ｄ））→・・・メロディｎ（図１８（ｅ）。なお図中ではｎは例示的に６と表示されている。）→無音モード（図１８（ａ））と切り替えられていく。メロディはカートリッジ／メロディ設定スイッチ１００から指が離れた時に切り替わる。

（７）続いてカートリッジをカートリッジホルダに挿入する。
図４，図８で示すように、カートリッジホルダ３０の開口部からカートリッジ２５０，２６０を挿入するとカートリッジホルダ３０内の突き当たりにカートリッジ２５０，２６０の先端部が接触して位置決めされ、さらに突起部３０ｃが溝部２５２，２６２に嵌め込まれて抜け止めがなされる。

（８）カートリッジホルダを本体に装着する。
カートリッジ２５０，２６０が固定されたカートリッジホルダ３０を本体のカートリッジホルダ受口部４０に装着固定する。

（９）カートリッジホルダに注射針を取り付ける。
針固定部２０により注射針１０をカートリッジホルダ３０の先端に取り付ける。

（１０）エア抜きを兼ね動作確認をする。
スタートスイッチ７０に軽く触れ、薬液が注射針１０の針先から数滴出ることを確認する。この際、動作確認用表示部５０は、注入速度に合わせて点滅（表示色：注入量による）する。また、動作確認音はメロディモードであれば、メロディが流れる。なお、設定によっては無音やブザー音の出力がなされる。これらは何れもスピーカ１５０から出力される。

（１１）吸引する。
注射針１０を患部に刺して、吸引を行うことがある。吸引は、注射針１０が血管に迷入していないことを確認するためのものであり、カートリッジ内に血液流入の有無を目視にて確認する。術者は、吸引スイッチ８０を軽く押して、吸引を行う。吸引スイッチ８０を押すごとに吸引に必要な一定の距離だけピストン１３１が後退する。吸引スイッチ８０が押されると本体側中央処理部３４０は、モータ駆動回路３８０が高速でピストン１３１を例えば約２ｍｍバックさせて停止するように制御する。この際、薬液およびゴム栓２５１，２６１の膨張に伴って生じる薬液への負圧によりカートリッジ２５０，２６０内へ血液流入の有無を目視にて確認する。また、動作確認用表示部５０では橙色が表示される。動作確認音であるが、吸引スイッチ８０を押した時点でスピーカ１５０から音が出る。なお、吸引できない時は、例えば「ププッ」というように２回音が鳴るようにして、吸引できなかったことを通知する。なお、吸引スイッチ８０を押し続けても、ピストン１３１が後退し続けることはない。

（１２）注射を開始する。
スタートスイッチ７０に軽く触れると現在設定されている注入モード・注入速度に従い、注射を開始する。図１９で示すようにピストン１３１が矢印方向に移動し、カートリッジ２５０，２６０のゴム栓２５１，２６１を所定の注入速度で押圧していく。本体側中央処理部３４０がＤ／Ａコンバータ３７０に駆動データを出力するとモータ駆動回路３８０を介して駆動モータ２００が回転を開始する。この回転動作は例えばオートモードではスローアップ動作（図１６（ｂ）参照）のため、Ｄ／Ａコンバータ３７０に対して階段状に電圧を上昇させる駆動データを入力して駆動モータ２００の回転を上げ、規定の速度になるまで続ける。

速度の監視はストロークセンサ２１０からの検出信号に基づいて作成したモータ速度データと本体側中央処理部３４０内部で登録している基準データとの比較により行う。
基準データ＞モータ速度データの場合、モータ電圧を上げる。
基準データ＜モータ速度データの場合、モータ電圧を下げる。
そして、ピストン１３１が前進を続行し先端まで到達すると本体側中央処理部３４０はＤ／Ａがコンバータ３７０の出力を０Ｖにして駆動モータ２００を停止させる。

駆動中では、ストロークセンサ２１０はピストン１３１と直結されているため、現在位置を監視することができる。本体側中央処理部３４０は、ピストン１３１の位置に相当する値を情報表示部９０のバーグラフで表示する。
動作中の液晶表示であるが、図２０（ａ）〜（ｄ）のようにＡｕｔｏ、１．８ｍＬカートリッジでは以下のようなバー表示が行われる。図２０（ａ）で示すように注射開始当初では全てのバーが表示されているが、注入が進むに連れて、図２０（ｂ），図２０（ｃ）というように、バーの表示が減って行き、最終的に図２０（ｄ）のように全てのバーを表示しないで残量がないことを表示する。
また、図２０（ｅ）〜（ｈ）のように、図のようにＣｏｎｓｔａｎｔ、１．０ｍＬカートリッジでは以下のように行われる。図２０（ｅ）で示すように注射開始当初では全てのバーが表示されているが、注入が進むに連れて、図２０（ｆ），図２０（ｇ）というように、バーの表示が減って行き、最終的に図２０（ｈ）のように全てのバーを表示しないで残量がないことを表示する。

また、駆動中では動作確認用表示部５０は注入速度に合わせて点滅する。これにより注入速度が確認できる。
また、動作確認用表示部５０での点灯色：注入量に合わせて色が変化（例：例えば０〜０．６ｍＬ→例えば青、例えば０．６〜１．２ｍＬ→例えば橙、例えば１．２〜１．８ｍＬ→例えば紫）する。例えば青のときは２個の第１発光部３５０のみが発光する。例えば橙のときは２個の第２発光部３６０のみが発光する。例えば紫のときは２個の第１発光部３５０と２個の第２発光部３６０が発光する。このように注入量で色が変化するため、注入量が確認できる。
さらにまた、点滅や色により注射中であることが確認できる。そして、注射針付近にあるため、術者の視界に入りやすく注射中であることが確実に認識される。

動作確認音であるが、無音モードでは以下のようになる。
スタート音→無、注入中→無、ストップ音→無、Ｃｔ．エンド→有
ブザー音モードでは以下のようになる。
スタート音→有、注入中→有、ストップ音→有、Ｃｔ．エンド→有
メロディモードでは以下のようになる。
スタート音→無（メロディ）、注入中→無（メロディ）、ストップ音→無、Ｃｔ．エンド→有
これらは何れもスピーカ１５０から出力される。

（１３）注射を終了する。
注射終了後にスタートスイッチ７０から指を離し、注射を終了する。
本体側中央処理部３４０は、Ｄ／Ａコンバータ３７０にスローアップ電圧をデータ出力して高速でピストンを原点位置に戻すような信号をモータ駆動回路に出力させる。各カートリッジを押し切った時点から５秒後、自動的にピストンの後退が始まり、ピストンが各カートリッジのゼロ点位置に戻る。

動作確認用表示部５０は消灯する。
動作確認音では以下のようになる。
無音モードでは音はない。
ブザー音モードではブザーがなる。
メロディモードではメロディが停止する。

（１４）カートリッジホルダ受口部を操作してカートリッジホルダを本体から取り外す。続いて、カートリッジをピストンから取り外す（吸引ゴムが装着されている場合のみ）

（１５）電源を切り操作を終了する。
電源スイッチ１２０を長押し（例えば約２秒）して、電源を切る。確認音とともに情報表示部９０が消灯し、ピストン１３１が自動的に後退。各カートリッジのゼロ点位置に戻る。この際、動作確認用表示部５０は点滅しない。また、動作確認音は以下のようになる。
無音モードでは音はない。
ブザー音モードではボタンを長押しした時のみ音が出る。
メロディモードではボタンを長押しした時のみ音が出る。
薬液用電動注射器１の動作はこのようなものである。

このように本発明では以下のような工夫をした。
（１）ボールねじ１３２とピストン１３１と一体化し、ボールねじ１３２の動きを直接ピストン１３１に伝達する構造を採用したため、形状をコンパクトにした。
（２）ピストンユニット１３０を軸方向に半割の分割組立することにより、駆動部分を小径にした。
（３）内蔵部品の配置の工夫により、ケース本体６０のグリップ部を握りやすい形状にした。

以上、本形態の薬液用電動注射器１について説明した。なお、本形態の説明では特に歯科治療時の麻酔薬注入用の薬液用電動注射器であるものとして説明したが、歯科治療に限定する趣旨ではなく、人間や他の動物（犬・猫・牛・馬等の獣）の医療用途であっても良い。さらに麻酔薬に限定する趣旨ではなく、インスリン等の薬液であっても良い。

また、前記のスタートスイッチ７０については接触式スイッチに代えて、押下量に応じた検出信号を出力する押下スイッチを採用しても良い。そして、この押下スイッチは、ホール素子を含むものであり、ホール素子のストロークを分解し、ストロークに応じて検出信号を出力するスイッチとすれば良い。
そして、本体側中央処理部３４０は、押下スイッチから出力された検出信号に応じた注入速度で注入するように駆動制御部を制御する。これにより、押下量に応じて注入速度が制御できるようにすれば、注射針を刺入する部位に応じて、術者が注入速度を任意にコントロールするような場合にも対応できる。このような薬液用電動注射器としても良い。

また、ピストン１３１の先端に係止部を設け、本体側中央処理部３４０は、吸引スイッチ８０の押下に応じて、空カートリッジのゴム栓にピストン１３１の先端を係止させ、空カートリッジのゴム栓をピストン１３１とともに引き込むようにＤ／Ａコンバータ３７０に駆動データを出力し、空カートリッジのゴム栓の引き込みに伴って生じる負圧により空カートリッジ内へ薬液を吸入させる機能を追加した薬液用電動注射器としても良い。
吸入機能を付加することで、空のカートリッジ内へ薬剤を吸入することができるようになり、吸入した薬剤の投与が可能となる。

なお、この薬液用電動注射器では各種発明が内在している。
例えば、薬液用電動注射器は、細菌への感染防止、本体の汚染防止のため清潔にする必要がある。そのため、丸洗いにより洗浄・殺菌可能な構造が望ましい。しかし、完全防水構造の薬液用電動注射器は従来では存在しておらず、完全防水構造の薬液用電動注射器が必要である。また、電極と電極が接して充電する従来方式の電動注射器では、充電端子が露出しているため、その部分が汚れてしまうと充電不良を起こすおそれがある。そこで本発明の薬液用電動注射器はこのような課題を解決する以下のような発明を含む。

薬液が封入されたカートリッジのゴム栓を押圧移動させて注射針へ薬液を流入させ、針先から薬液を吐出させる薬液用電動注射器において、
ピストンユニットと、
前記ピストンユニットに回転力を伝導する駆動機構と、
駆動機構に回転力を伝導する駆動モータと、
駆動モータを駆動制御する駆動制御部と、
前記ピストンユニットのピストンの位置を検出するストロークセンサと、
駆動モータ、駆動制御部およびストロークセンサに電源を供給する電源部と、
駆動制御部、ストロークセンサおよび電源部が接続される中央処理部と、
前記ピストンユニット、駆動機構、駆動モータ、駆動制御部、電源部、ストロークセンサ、および、中央処理部を覆うケース本体と、
ケース本体と接続され、内部へ水の進入を防止する水密構造を維持しつつピストンが突出するように設けられるとともにカートリッジが挿入されたカートリッジホルダを着脱するカートリッジホルダ受口部と、
を備えることを特徴とする薬液用電動注射器である。

好ましくは上記の薬液用電動注射器において、
前記電源部は、
無接点電力伝送モジュールと、この無接点電力伝送モジュールに接続されるバッテリ充電回路と、このバッテリ充電回路に接続されるバッテリと、を備え、無接点電力伝送モジュールにより外部から無接点で電力供給され、バッテリが充電されることを特徴とする薬液用電動注射器である。

薬液用電動注射器を完全防水構造にすることにより、本体の丸洗い、薬液への浸漬による滅菌が可能となり、より清潔な状態での注射が可能となる。また、無接点充電方式を採用したため、充電端子の露出がなく、充電端子の汚れによる充電不良はなくなるとともに消毒液・洗浄液に浸しての丸洗いも可能となる。

また、従来技術では注射の際の、針先のブレは痛みの原因となる。そのため、注射の開始、停止時は針先に伝わる振動が少ないことが望ましい。従来技術では、ボタン式のスイッチであるため、ボタンの押圧により針先に振動が伝わる。そこで本発明の薬液用電動注射器はこのような課題を解決する以下のような発明を含む。

薬液が封入されたカートリッジのゴム栓を押圧移動させて注射針へ薬液を流入させ、針先から薬液を吐出させる薬液用電動注射器において、
ピストンユニットと、
前記ピストンユニットに回転力を伝導する駆動機構と、
駆動機構に回転力を伝導する駆動モータと、
駆動モータを駆動制御する駆動制御部と、
前記ピストンユニットのピストンの位置を検出するストロークセンサと、
駆動モータおよび駆動制御部に電源を供給する電源部と、
駆動制御部、ストロークセンサ、および電源部が接続される中央処理部と、
前記ピストンユニット、駆動機構、駆動モータ、駆動制御部、電源部、および、中央処理部を覆うケース本体と、
ケース本体と接続され、ピストンが突出するように設けられるとともにカートリッジが挿入されたカートリッジホルダを着脱するカートリッジホルダ受口部と、
前記中央処理部に接続され、人の部位の接触の有無を感知する接触スイッチと、
を備え、
前記中央処理部は、接触スイッチにより接触が感知されたと判断したときに予め定められた注入速度で注入するように前記駆動制御部を制御することを特徴とする薬液用電動注射器である。

好ましくは上記の薬液用電動注射器において、
前記接触スイッチは静電容量式またはフォトリフレクタ式であることを特徴とする薬液用電動注射器である。

静電容量式においては、精度を高める工夫をした。原理的には、発振部を持つセンサー部に人が触れることにより、静電容量が変化し、発振周波数が変化する。その変化量を測定し、検出をすることでＯＮ／ＯＦＦを感知できるようにした。そして、この接触スイッチはゴム手袋の使用時でも反応することが実験により確認された。
フォトリフレクタ式では窓穴部が遮蔽されてその光の変化量を測定し、検出をすることでＯＮ／ＯＦＦを感知できるようにした。そして、この接触スイッチもゴム手袋の使用時でも反応することが実験により確認された。
これにより痛みの原因となる針先のブレを抑えるため、接触スイッチに触れるだけで動作するような薬液用電動注射器とすることができた。
また、接触スイッチの採用によりシール部と接触スイッチとの間の隙間部をなくすことができるため、確実なシールが可能となり、丸洗いもできるようになった。

また、特許文献１に記載の歯科治療麻酔薬用電動注射器では低速・中速・高速の注入速度が選択できるが、例えば注射針を刺入する部位に応じて、術者が注入速度を任意にコントロールしたいという課題がある。そこで本発明の薬液用電動注射器はこのような課題を解決する以下のような発明を含む。

薬液が封入されたカートリッジのゴム栓を押圧移動させて注射針へ薬液を流入させ、針先から薬液を吐出させる薬液用電動注射器において、
ピストンユニットと、
前記ピストンユニットに回転力を伝導する駆動機構と、
駆動機構に回転力を伝導する駆動モータと、
駆動モータを駆動制御する駆動制御部と、
前記ピストンユニットのピストンの位置を検出するストロークセンサと、
駆動モータおよび駆動制御部に電源を供給する電源部と、
駆動制御部、ストロークセンサ、および電源部が接続される中央処理部と、
前記ピストンユニット、駆動機構、駆動モータ、駆動制御部、電源部、および、中央処理部を覆うケース本体と、
ケース本体と接続され、ピストンが突出するように設けられるとともにカートリッジが挿入されたカートリッジホルダを着脱するカートリッジホルダ受口部と、
前記中央処理部に接続され、押下量に応じた検出信号を出力する押下スイッチと、
を備え、
前記中央処理部は、押下スイッチから出力された検出信号に応じた注入速度で注入するように前記駆動制御部を制御することを特徴とする薬液用電動注射器である。

好ましくは上記の薬液用電動注射器において、
前記押下スイッチは、ホール素子を含み、ホール素子のストロークを分解し、ストロークに応じて検出信号を出力することを特徴とする薬液用電動注射器である。

特にスタートスイッチは、前記の接触式に代えて押圧式の押下スイッチとした。このように押下スイッチから出力された検出信号に応じた注入速度で注入するように前記駆動制御部を制御するため、押下量に応じて無段階、数段階の注入を可能にし、１動作で任意の注入速度を選択できるようになった。
そしてホール素子のストロークを電気的に分解し、無段階、数段階のストローク制御を可能にし、ストロークを１動作で任意に注入速度を選択できるようになった。
したがって、注入速度の無段、数段変速制御が可能となった。

また、特許文献１に記載の歯科治療麻酔薬用電動注射器では動作確認用表示部（動作確認ランプ）は注射針のある側とは反対側に位置している。しかしながら、術者は注射針の針先・患部を集中して見ているため、反対側で注射部位から比較的離れた位置にあり、注射部位や角度によっては見にくい動作確認用表示部（動作確認ランプ）の確認がおろそかになるという問題があった。術中でも動作確認を確実に行いたいという課題がある。そこで本発明の薬液用電動注射器はこのような課題を解決する以下のような発明を含む。

薬液が封入されたカートリッジのゴム栓を押圧移動させて注射針へ薬液を流入させ、針先から薬液を吐出させる薬液用電動注射器において、
ピストンユニットと、
前記ピストンユニットに回転力を伝導する駆動機構と、
駆動機構に回転力を伝導する駆動モータと、
駆動モータを駆動制御する駆動制御部と、
前記ピストンユニットのピストンの位置を検出するストロークセンサと、
駆動モータおよび駆動制御部に電源を供給する電源部と、
駆動制御部、ストロークセンサ、および電源部が接続される中央処理部と、
前記ピストンユニット、駆動機構、駆動モータ、駆動制御部、電源部、および、中央処理部を覆うケース本体と、
ケース本体と接続され、ピストンが突出するように設けられるとともにカートリッジが挿入されたカートリッジホルダを着脱するカートリッジホルダ受口部と、
前記中央処理部に接続される発光部と、
を備え、
前記ケース本体は、透明な略筒状の本体と、本体の外側を覆う有色の保護塗装部と、本体に保護塗装部を不形成にして設けた動作確認用表示部と、を有するものであり、
発光部が発する光を透明の動作確認用表示部を透過させて、表示することを特徴とする薬液用電動注射器である。

好ましくは上記の薬液用電動注射器において、
前記ケース本体が有する動作確認用表示部は、輪状に一周することを特徴とする薬液用電動注射器である。

好ましくは上記の薬液用電動注射器において、
前記ケース本体は先端が先細るように形成され、この先端に設けられて断面積が小さい輪状の動作確認用表示部とすることを特徴とする薬液用電動注射器である。

動作確認用表示部の位置をできるだけ注射部位に近づけることで視認性を高める。本体先端付近の形状を先端部に光を集光しやすい円錐台形とした。さらに内面を反射式にすることにより集光効率を高め、動作確認用表示部を注射部位に近い先端部に設置した。円錐台形の本体先端部全周を動作確認用表示部にした。それにより、全方向から動作確認用表示部の表示を確認できるようになった。

また、従来技術ではＬＥＤ等の表示部の点滅間隔の違いにより注入速度を視覚的に確認できる動作確認用表示部５０はあるが、同時に注入量を確認できるものは存在しなかった。術者は、動作確認用表示部５０に動作状態、注入速度の情報に加え、注入量の情報を必要としている。そこで本発明の薬液用電動注射器はこのような課題を解決する以下のような発明を含む。

薬液が封入されたカートリッジのゴム栓を押圧移動させて注射針へ薬液を流入させ、針先から薬液を吐出させる薬液用電動注射器において、
ピストンユニットと、
前記ピストンユニットに回転力を伝導する駆動機構と、
駆動機構に回転力を伝導する駆動モータと、
駆動モータを駆動制御する駆動制御部と、
前記ピストンユニットのピストンの位置を検出するストロークセンサと、
駆動モータおよび駆動制御部に電源を供給する電源部と、
駆動制御部、ストロークセンサ、および電源部が接続される中央処理部と、
前記ピストンユニット、駆動機構、駆動モータ、駆動制御部、電源部、および、中央処理部を覆うケース本体と、
ケース本体と接続され、ピストンが突出するように設けられるとともにカートリッジが挿入されたカートリッジホルダを着脱するカートリッジホルダ受口部と、
を備え、
前記発光部は、それぞれが相違する色にて発光する複数種類の発光部であり、
前記中央処理部は、ピストンの位置に応じて発光部の色を変化させるように複数種類の発光部の明滅を制御し、前記発光部からの光を動作確認用表示部で透過させて薬液の注入量を表示することを特徴とする薬液用電動注射器である。

好ましくは上記の薬液用電動注射器において、
色の相違で注入量を、点滅で注入速度を表すことを特徴とする薬液用電動注射器である。

好ましくは上記の薬液用電動注射器において、
前記中央処理部は、前記２色以上の発光部を発光させて、組合せ色に対応させて注入量を表示することを特徴とする薬液用電動注射器である。

ピストンの前進した距離に対応して発光部の点灯色を変化させる。それにより、術者が現在までの注入量を視覚的に確認できるようにした。
また、この際、注入速度に応じた点滅を行うようにする。それにより、術者が現在の注入速度を視覚的に確認できるようにした。
したがって、注入速度と注入量が同時に確認でき、視認性を高めることができた。また、この際に注入中であることは当然に判別される。
また、色の異なる光源からの光を先端部に集光させることで調合色を表示できるようにした。輪状の動作確認用表示部にて光が集光されて調合色になるというものであり、例えば二種の発光色で三色の色を使用できるようになった。

また、液晶パネルによる情報表示部を搭載したいという要請があった。従来ではコンセントが接続されて電源を供給する据え置き型の薬液用電動注射器では液晶表示を持つものがあるが、コードレス型の薬液用電動注射器において液晶表示パネルによる情報表示部を持つものはない。また、従来の液晶表示パネルによる情報表示部に表示される情報に薬液の残量をわかりやすく表示するものはなかった。そこで本発明の薬液用電動注射器はこのような課題を解決する以下のような発明を含む。

薬液が封入されたカートリッジのゴム栓を押圧移動させて注射針へ薬液を流入させ、針先から薬液を吐出させる薬液用電動注射器において、
ピストンユニットと、
前記ピストンユニットに回転力を伝導する駆動機構と、
駆動機構に回転力を伝導する駆動モータと、
駆動モータを駆動制御する駆動制御部と、
前記ピストンユニットのピストンの位置を検出するストロークセンサと、
駆動モータおよび駆動制御部に電源を供給する電源部と、
駆動制御部、ストロークセンサ、および電源部が接続される中央処理部と、
前記ピストンユニット、駆動機構、駆動モータ、駆動制御部、電源部、および、中央処理部を覆うケース本体と、
ケース本体と接続され、ピストンが突出するように設けられるとともにカートリッジが挿入されたカートリッジホルダを着脱するカートリッジホルダ受口部と、
前記中央処理部に接続され、残量を複数のバーにて表示する情報表示部と、
を備え、
前記中央処理部は、残量が減るにつれてバーを減らすように情報表示部に表示させることを特徴とする薬液用電動注射器である。

液晶パネルによる情報表示部では、術者が設定した内容（注入モード、カートリッジの種類、音モード、注入速度、バッテリー残量）に加え、麻酔剤カートリッジ形状の中に複数のバーを表示し、注入量により麻酔剤カートリッジ形状内のバーが減るようにして残量の変化がわかりやすく観察できるようにした。これにより注入量が視覚的に判断できるようになった。

また、従来より注入量の変化を視覚的に術者に知らせる機能を持つ薬液用電動注射器はあるが、視覚的な提示のみでは、提示位置が注射部位から比較的離れている時は、注入量の変化が見にくい場合がある。また、注射部位や角度により見えにくくなることがある。そこで本発明の薬液用電動注射器はこのような課題を解決する以下のような発明を含む。

薬液が封入されたカートリッジのゴム栓を押圧移動させて注射針へ薬液を流入させ、針先から薬液を吐出させる薬液用電動注射器において、
ピストンユニットと、
前記ピストンユニットに回転力を伝導する駆動機構と、
駆動機構に回転力を伝導する駆動モータと、
駆動モータを駆動制御する駆動制御部と、
前記ピストンユニットのピストンの位置を検出するストロークセンサと、
駆動モータおよび駆動制御部に電源を供給する電源部と、
駆動制御部、ストロークセンサ、および電源部が接続される中央処理部と、
前記ピストンユニット、駆動機構、駆動モータ、駆動制御部、電源部、および、中央処理部を覆うケース本体と、
ケース本体と接続され、ピストンが突出するように設けられるとともにカートリッジが挿入されたカートリッジホルダを着脱するカートリッジホルダ受口部と、
前記中央処理部に接続されるスピーカと、
を備え、
前記中央処理部は、残量が減るにつれて音を変化させるようにスピーカに出力させることを特徴とする薬液用電動注射器である。

一定量注入する毎に音を鳴らす機能を付加した。また、注入量が増えている（カートリッジ内の薬液の残量が減っている）ことを音の変化により表現した。（例：注入量が０．６ｍｌ進むごとに、音を変化させる。）このように音によりリアルタイムで注入量の変化をわかりやすく術者に知らせる。

また、注射の際、血管内に針が迷入していないことを確認するために、吸引操作を行うこと（バックアスピレーション）がある。しかし、カートリッジの内壁面に密着するようなＯリング状のゴムを先端部に設置したピストンを使用する吸引操作では、カートリッジ自体がピストンと一緒に後退してしまい、針からカートリッジが外れてしまうため吸引できないことがある。そこで本発明の薬液用電動注射器はこのような課題を解決する以下のような発明を含む。

薬液が封入されたカートリッジのゴム栓を押圧移動させて注射針へ薬液を流入させ、針先から薬液を吐出させる薬液用電動注射器において、
ピストンユニットと、
前記ピストンユニットに回転力を伝導する駆動機構と、
駆動機構に回転力を伝導する駆動モータと、
駆動モータを駆動制御する駆動制御部と、
前記ピストンユニットのピストンの位置を検出するストロークセンサと、
駆動モータおよび駆動制御部に電源を供給する電源部と、
駆動制御部、ストロークセンサ、および電源部が接続される中央処理部と、
前記ピストンユニット、駆動機構、駆動モータ、駆動制御部、電源部、および、中央処理部を覆うケース本体と、
ケース本体と接続され、ピストンが突出するように設けられるとともにカートリッジが挿入されたカートリッジホルダを着脱するカートリッジホルダ受口部と、
を備え、
前記カートリッジホルダは、カートリッジの凹面内に入り込んでカートリッジを係止固定する係止部を備えることを特徴とする薬液用電動注射器である。

このようにカートリッジのアルミのキャップ部付近に設けられた溝部内にひっかかるばね性のある突起部を持つカートリッジホルダを開発した。そのカートリッジホルダにカートリッジが所定の位置に固定されることになり、カートリッジの内壁面に密着するようなＯリング状のゴムを先端部に設置したピストンを使用する吸引でも麻酔剤等のカートリッジが所定の位置に固定され続けるようなカートリッジホルダにする。

また、注射の際、針が血管内に迷入していないことを確認するために吸引操作を簡易な構成で行いたいという要請があった。そこで本発明の薬液用電動注射器はこのような課題を解決する以下のような発明を含む。

薬液が封入されたカートリッジのゴム栓を押圧移動させて注射針へ薬液を流入させ、針先から薬液を吐出させる薬液用電動注射器において、
ピストンユニットと、
前記ピストンユニットに回転力を伝導する駆動機構と、
駆動機構に回転力を伝導する駆動モータと、
駆動モータを駆動制御する駆動制御部と、
前記ピストンユニットのピストンの位置を検出するストロークセンサと、
駆動モータおよび駆動制御部に電源を供給する電源部と、
駆動制御部、ストロークセンサ、および電源部が接続される中央処理部と、
前記ピストンユニット、駆動機構、駆動モータ、駆動制御部、電源部、および、中央処理部を覆うケース本体と、
ケース本体と接続され、ピストンが突出するように設けられるとともにカートリッジが挿入されたカートリッジホルダを着脱するカートリッジホルダ受口部と、
前記中央処理部に接続される吸引スイッチと、
を備え、
前記中央処理部は、吸引スイッチの押下に応じてカートリッジのゴム栓からピストンの先端を高速で離脱させるように駆動制御部を制御し、薬液およびゴム栓の膨張に伴って生じる薬液への負圧によりカートリッジ内への血液流入の有無を確認できることを特徴とする薬液用電動注射器である。

吸引スイッチを押すと吸引に必要な距離だけピストンが後退し（例えば１．８ｍｍ／ｓｅｃでピストンを戻す）血液流入の有無を確認できるようにした。これにより、針が血管内に迷入しているか否かを確認できる。

また、歯科用の麻酔薬カートリッジ以外の薬液を注入する用途で使用したいという要請があった。しかし、従来の電動注射器では空のカートリッジ内へ薬液を吸入し、注入することは出来なかった。そこで本発明の薬液用電動注射器はこのような課題を解決する以下のような発明を含む。

薬液が封入されたカートリッジのゴム栓を押圧移動させて注射針へ薬液を流入させ、針先から薬液を吐出させる薬液用電動注射器において、
ピストンユニットと、
前記ピストンユニットに回転力を伝導する駆動機構と、
駆動機構に回転力を伝導する駆動モータと、
駆動モータを駆動制御する駆動制御部と、
前記ピストンユニットのピストンの位置を検出するストロークセンサと、
駆動モータおよび駆動制御部に電源を供給する電源部と、
駆動制御部、ストロークセンサ、および電源部が接続される中央処理部と、
前記ピストンユニット、駆動機構、駆動モータ、駆動制御部、電源部、および、中央処理部を覆うケース本体と、
ケース本体と接続され、ピストンが突出するように設けられるとともにカートリッジが挿入されたカートリッジホルダを着脱するカートリッジホルダ受口部と、
前記中央処理部に接続される吸引スイッチと、
を備え、
前記ピストンの先端に係止部が設けられており、
前記中央処理部は、あらかじめ吸入量を設定した場合、吸引スイッチの押下に応じて、空のカートリッジのゴム栓にピストンの先端を係止させ、空のカートリッジのゴム栓をピストンとともに引き込むように前記駆動制御部を制御し、空のカートリッジのゴム栓の引き込みに伴って生じる負圧により空のカートリッジ内へあらかじめ設定された量の薬液を吸入させることを特徴とする薬液用電動注射器である。

あらかじめ吸入量を設定した後、吸引スイッチの押下に応じて、設定された距離をピストンが後退することで、既定量が吸入される。空のカートリッジ内へ薬剤を吸入することができるようになり、吸入した薬剤の投与が可能となる。
本発明の薬液用電動注射器は、例えば、吸引スイッチが押されながら電源ボタンが押されると、空のカートリッジ内へ薬剤を吸入する。

また、ボタン操作のみで、使用するカートリッジの種類を切り替えられる電動注射器はない。ボタン操作のみで、使用するカートリッジの種類を切り替えられるようにし、術者の使い勝手を向上させたいという要請があった。そこで本発明の薬液用電動注射器はこのような課題を解決する以下のような発明を含む。

薬液が封入されたカートリッジのゴム栓を押圧移動させて注射針へ薬液を流入させ、針先から薬液を吐出させる薬液用電動注射器において、
ピストンユニットと、
前記ピストンユニットに回転力を伝導する駆動機構と、
駆動機構に回転力を伝導する駆動モータと、
駆動モータを駆動制御する駆動制御部と、
前記ピストンユニットのピストンの位置を検出するストロークセンサと、
駆動モータおよび駆動制御部に電源を供給する電源部と、
駆動制御部、ストロークセンサ、および電源部が接続される中央処理部と、
前記ピストンユニット、駆動機構、駆動モータ、駆動制御部、電源部、および、中央処理部を覆うケース本体と、
ケース本体と接続され、ピストンが突出するように設けられるとともにカートリッジが挿入されたカートリッジホルダを着脱するカートリッジホルダ受口部と、
前記中央処理部に接続されるカートリッジ設定スイッチと、
を備え、
前記カートリッジホルダは、長さが異なる２種類のカートリッジの何れか一方のカートリッジを保持する共用のカートリッジホルダであり、
前記中央処理部に接続されるカートリッジ設定スイッチと、
を備え、前記カートリッジホルダを薬液用電動注射器にセットするとき、
カートリッジ設定スイッチを押下して前記長さが異なる２種類のカートリッジの何れかが選択されると、前記中央処理部は、ストロークセンサからの出力値と、予め設定されたカートリッジの位置の登録値と、が一致するか判定し、不一致のときに他方の位置までピストンを移動させるように駆動制御部を制御し、また、一致するときにピストンを停止するように駆動制御部を制御することを特徴とする薬液用電動注射器である。

長さの異なる例えば１．８ｍＬ、１．０ｍＬカートリッジを装着するために、スイッチ操作のみで、適切な位置にピストンが自動的に移動する。具体的には、ピストンとポジションセンサー連動により、位置確認させる。カートリッジの切替機能が可能となった。

以上本発明について説明した。
本発明によれば、小型化・軽量化を実現したため、ペングリップが可能となった。術者が指でスタートスイッチを作動させるため使い勝手を向上させた。
また、非接触電力伝送モジュールを採用して充電用端子の露出をなくし、また、本体を完全防水にすることにより、薬液に浸漬することが可能となり、薬液につけることで洗浄・滅菌が可能（完全防水）である。

本発明は、医療または歯科治療で薬液を注射するための薬液用電動注射器に適用することができる。

１：薬液用電動注射器
１０：注射針
２０：針固定部
３０：カートリッジホルダ
４０：カートリッジホルダ受口部
５０：動作確認用表示部
６０：ケース本体
７０：スタートスイッチ
８０：吸引スイッチ
９０：情報表示部
１００：モード／スピード設定スイッチ
１１０：カートリッジ／メロディ設定スイッチ
１２０：電源スイッチ
１３０：ピストンユニット
１４０：駆動機構
１５０：スピーカ
１６０：基板
１７０：保護シール部
１８０：スタートスイッチ保護シール部
１９０：吸引スイッチ保護シール部
２００：駆動モータ
２１０：ストロークセンサ
２２０：補強リング
２３０：バッテリ
２４０：集光体
２５０：カートリッジ（１．８ｍＬ）
２６０：カートリッジ（１．０ｍＬ）
２７０：パッキン受け
２８０：パッキン
２９０：Ｏリング
３００：受電側無接点電力伝送モジュール
３１０：バッテリ充電回路
３２０：開閉制御部
３３０：±５Ｖ電源回路
３４０：本体側中央処理部
３５０：第１発光部
３６０：第２発光部
３７０：Ｄ／Ａコンバータ
３８０：モータ駆動回路
３９０：モータ電流検出回路
４００：分周回路
４１０：リセット回路
２：充電器
４２０：ＡＣアダプタ
４３０：定電圧回路
４４０：送電側無接点電力伝送モジュール
４５０：充電器側中央処理部
４６０：充電表示部
４７０：リセット回路
４８０：比較回路
４９０：本体検出センサ
３：ゴム手袋

Claims (17)

1. 薬液が封入されたカートリッジのゴム栓を押圧移動させて注射針へ薬液を流入させ、針先から薬液を吐出させる薬液用電動注射器において、
   一端の開口部と連通する中空部を有し、他端の先端部でカートリッジのゴム栓を押圧移動させるピストンと、
   ネジ軸と、ネジ軸に対して相対的に回転するように螺挿されるナット部と、を有し、開口部を通過してピストンの中空部内にネジ軸が遊挿され、かつピストンがナット部に連結されるボールネジと、
   ボールネジのネジ軸を回転可能に支持するネジ軸支持部と、
   ボールネジのナット部の回転を防止する回転止め部と、
   ピストンの軸方向にピストンを移動可能に支持するようなすべり軸受けを含むピストン支持部と、
   を少なくとも有し、ネジ軸の回転によりナット部とともにピストンをネジ軸の軸方向に移動させるピストンユニットと、
   前記ピストンユニットのボールネジのネジ軸に回転力を伝導する駆動機構と、
   駆動機構に回転力を伝導する駆動モータと、
   駆動モータを駆動制御する駆動制御部と、
   前記ピストンユニットのピストンの位置を検出するストロークセンサと、
   駆動モータ、駆動制御部およびストロークセンサに電源を供給する電源部と、
   駆動制御部、ストロークセンサおよび電源部が接続される中央処理部と、
   前記ピストンユニット、駆動機構、駆動モータ、駆動制御部、電源部、ストロークセンサ、および、中央処理部を覆うケース本体と、
   ケース本体と接続され、内部へ水の進入を防止する水密構造を維持しつつピストンが突出するように設けられるとともにカートリッジが挿入されたカートリッジホルダを着脱するカートリッジホルダ受口部と、
   前記中央処理部に接続される吸引スイッチと、
   を備え、
   前記ピストンが前記ゴム栓をカートリッジ側へ押圧した状態で吸引スイッチが押下されたとき、
   前記中央処理部は、吸引スイッチの押下に応じてカートリッジのゴム栓からピストンの先端を高速で離脱させるように駆動制御部を制御し、変形していたゴム栓が元の形状に戻ることで薬液の圧力が減少する際の負圧と血圧とによりカートリッジ内へ血液を吸入させることを特徴とする薬液用電動注射器。
2. 薬液が封入されたカートリッジのゴム栓を押圧移動させて注射針へ薬液を流入させ、針先から薬液を吐出させる薬液用電動注射器において、
   一端の開口部と連通する中空部を有し、他端の先端部に係止部が設けられており、この先端部でカートリッジのゴム栓を押圧移動させるピストンと、
   ネジ軸と、ネジ軸に対して相対的に回転するように螺挿されるナット部と、を有し、開口部を通過してピストンの中空部内にネジ軸が遊挿され、かつピストンがナット部に連結されるボールネジと、
   ボールネジのネジ軸を回転可能に支持するネジ軸支持部と、
   ボールネジのナット部の回転を防止する回転止め部と、
   ピストンの軸方向にピストンを移動可能に支持するようなすべり軸受けを含むピストン支持部と、
   を少なくとも有し、ネジ軸の回転によりナット部とともにピストンをネジ軸の軸方向に移動させるピストンユニットと、
   前記ピストンユニットのボールネジのネジ軸に回転力を伝導する駆動機構と、
   駆動機構に回転力を伝導する駆動モータと、
   駆動モータを駆動制御する駆動制御部と、
   前記ピストンユニットのピストンの位置を検出するストロークセンサと、
   駆動モータ、駆動制御部およびストロークセンサに電源を供給する電源部と、
   駆動制御部、ストロークセンサおよび電源部が接続される中央処理部と、
   前記ピストンユニット、駆動機構、駆動モータ、駆動制御部、電源部、ストロークセンサ、および、中央処理部を覆うケース本体と、
   ケース本体と接続され、内部へ水の進入を防止する水密構造を維持しつつピストンが突出するように設けられるとともにカートリッジが挿入されたカートリッジホルダを着脱するカートリッジホルダ受口部と、
   前記中央処理部に接続される吸引スイッチと、
   を備え、
   前記中央処理部は、吸引スイッチの押下に応じて、空カートリッジのゴム栓にピストンの先端部の係止部を係止させ、空カートリッジのゴム栓をピストンとともに引き込むように前記駆動制御部を制御し、空カートリッジのゴム栓の引き込みに伴って生じる負圧により空カートリッジ内へ薬液を吸入させることを特徴とする薬液用電動注射器。
3. 請求項１または請求項２に記載の薬液用電動注射器において、
   前記電源部は、
   無接点電力伝送モジュールと、この無接点電力伝送モジュールに接続されるバッテリ充電回路と、このバッテリ充電回路に接続されるバッテリと、を備え、無接点電力伝送モジュールにより外部から無接点で電力供給され、バッテリが充電されることを特徴とする薬液用電動注射器。
4. 請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の薬液用電動注射器において、
   前記中央処理部に接続され、人の部位の接触の有無を感知する接触スイッチを備え、
   前記中央処理部は、接触スイッチにより接触が感知されたと判断したときに予め定められた注入速度で注入するように前記駆動制御部を制御することを特徴とする薬液用電動注射器。
5. 請求項４に記載の薬液用電動注射器において、
   前記接触スイッチは静電容量式またはフォトリフレクタ式の接触スイッチであることを特徴とする薬液用電動注射器。
6. 請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の薬液用電動注射器において、
   前記中央処理部に接続され、押下量に応じた検出信号を出力する押下スイッチを備え、
   前記中央処理部は、押下スイッチから出力された検出信号に応じた注入速度で注入するように前記駆動制御部を制御することを特徴とする薬液用電動注射器。
7. 請求項６に記載の薬液用電動注射器において、
   前記押下スイッチは、ホール素子を含むものであり、このホール素子のストロークを分解し、ストロークに応じて検出信号を出力することを特徴とする薬液用電動注射器。
8. 請求項１〜請求項７の何れか一項に記載の薬液用電動注射器において、
   前記ケース本体は、透明な略筒状の本体と、本体の外側を覆う有色の保護塗装部と、本体に保護塗装部を不形成にして設けた動作確認用表示部と、を有するものであり、
   前記中央処理部に接続される発光部を備え、
   発光部が発する光を透明の動作確認用表示部で透過させて、表示することを特徴とする薬液用電動注射器。
9. 請求項８に記載の薬液用電動注射器において、
   前記ケース本体が有する動作確認用表示部は、輪状に一周する表示部であることを特徴とする薬液用電動注射器。
10. 請求項９に記載の薬液用電動注射器において、
    前記ケース本体はカートリッジホルダ受口部が接続される先端が先細るように形成され、この先端に設けられて断面積が小さい輪状の動作確認用表示部とすることを特徴とする薬液用電動注射器。
11. 請求項８〜請求項１０の何れか一項に記載の薬液用電動注射器において、
    前記発光部は、それぞれが相違する色により発光する複数種類の発光部を有するものであり、
    前記中央処理部は、ピストンの位置に応じて発光部の色を変化させるように複数種類の発光部の明滅を制御し、前記発光部からの光を動作確認用表示部で透過させて薬液の注入量を表示することを特徴とする薬液用電動注射器。
12. 請求項１１に記載の薬液用電動注射器において、
    前記中央処理部は、前記発光部を点滅させて注入速度を表すことを特徴とする薬液用電動注射器。
13. 請求項１１または請求項１２に記載の薬液用電動注射器において、
    前記中央処理部は、前記２色以上の発光部を発光させて、組合せ色に対応させて注入量を表示することを特徴とする薬液用電動注射器。
14. 請求項１〜請求項１３の何れか一項に記載の薬液用電動注射器において、
    前記中央処理部に接続され、カートリッジの薬液の残量を複数のバーにて表示する情報表示部を備え、
    前記中央処理部は、残量が減るにつれてバーを減らすように情報表示部に表示させることを特徴とする薬液用電動注射器。
15. 請求項１〜請求項１４の何れか一項に記載の薬液用電動注射器において、
    前記中央処理部に接続されるスピーカを備え、
    前記中央処理部は、カートリッジの薬液の残量が減るにつれて音を変化させるようにスピーカに出力させることを特徴とする薬液用電動注射器。
16. 請求項１〜請求項１５の何れか一項に記載の薬液用電動注射器において、
    前記カートリッジホルダは、カートリッジの凹面内に入り込んでカートリッジを係止固定する突起部を備えることを特徴とする薬液用電動注射器。
17. 請求項１〜請求項１６の何れか一項に記載の薬液用電動注射器において、
    前記カートリッジホルダは、長さが異なる２種類のカートリッジの何れか一方のカートリッジを保持する共用のカートリッジホルダであり、
    前記中央処理部に接続されるカートリッジ設定スイッチと、
    を備え、前記カートリッジホルダを薬液用電動注射器にセットするため、前記カートリッジホルダがセットされていない状態で、カートリッジ設定スイッチを押下して前記長さが異なる２種類のカートリッジの何れかが選択されると、前記中央処理部は、ストロークセンサからの出力値と、カートリッジ用に予め設定されたピストン先端位置に対応する登録値と、が一致するか判定し、不一致のときに他方のカートリッジ用に予め設定されたピストン先端位置までピストンを移動させるように駆動制御部を制御し、また、一致するときにピストンを停止するように駆動制御部を制御することを特徴とする薬液用電動注射器。

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