JP7226425B2 - 電源装置、およびそれを用いた医療機器 - Google Patents

Description

本発明は、電源装置、およびそれを用いた医療機器に関する。

従来、医療機器では、停電により主電源からの電力の供給が停止した場合、予備電源（バックアップ電源）からの電力の供給に切り替えることができる電源装置を備えていることが知られている。このような電源装置では、複数の電源もしくは複数の電源とそれらと負荷との間に設けた複数の電圧変換回路とで構成され、必要に応じてそれらの電源を切り替えて電力を供給することができる。

例えば、特許文献１では、点滴ポンプ駆動装置において、通常の交流駆動源が非動作となったときは、主体バッテリおよび予備バッテリから電力を供給する電源装置が開示されている。

特開昭６１－２４７４７５号公報

しかし、特許文献１に記載したような電源装置を備えた医療機器では、主体バッテリおよび予備バッテリの予備電源が故障している場合であっても、通常、交流駆動源である主電源からの電力が供給されていれば動作することが可能である。そのため、予備電源が故障していることを知らずに医療機器を起動した場合、動作中に主電源からの電力の供給が停止すると、予備電源からの電力の供給ができないため、突然機器が停止することになる。医療機器が動作中に突然停止した場合、実行中のシステムを終了させる動作ができず、機器に重大な故障や破損などの不具合を生じさせる虞があった。

そこで、本発明の目的は、主電源（第一の電源）からの電力の供給が停止した場合であっても、予備電源（第二の電源）からの電力の供給を確実に行うことが可能な電源装置、およびそれを用いた医療機器を提供する。

本発明の一形態に係る電源装置は、電源装置であって、負荷に電力を供給する第一の電源と、第一の電源から負荷に供給する電力を制御する第一の電力制御回路と、第一の電源と異なる第二の電源と、第一の電源から負荷への電力の供給が停止した場合に、第二の電源から負荷に供給する電力を制御する第二の電力制御回路とを備え、電源装置は、起動開始から、起動終了までの間、第一の電源と第二の電源とから電力の供給を受ける。

本発明の別の一形態に係る電源装置は、電源装置であって、第一の電源と、第一の電源と接続し、第一の電源から供給する電力の電圧を変換する第一の電圧変換回路と、第二の電源と、第二の電源と接続し、第二の電源から供給する電力の電圧を変換する第二の電圧変換回路と、第一の電圧変換回路と接続し、第一の電圧変換回路の駆動を制御する第一の回路駆動制御回路と、第二の電圧変換回路と接続し、第二の電圧変換回路の駆動を制御する第二の回路駆動制御回路とを備え、電源装置は、起動開始から、起動終了までの間、第一の電源と第二の電源とから電力の供給を受け、第二の回路駆動制御回路は、第一の電圧変換回路および第一の回路駆動制御回路と接続し、第一の電源からの電力の供給が停止したか否かを判断することで、第二の電源からの電力の供給に切り替える。

本発明の一形態に係る医療機器は、上記に記載の前記電源装置を備える。

本発明によれば、第一の電源から負荷へ電力の供給を開始し、負荷である装置を起動する際に、第一の電力制御回路を第一の電源ではなく第二の電源からの電力で起動するので、第二の電源が故障していれば装置が起動できない。これにより、本発明に係る電源装置では、特別な電力検出回路等を設けて第二の電源の異常を検出しなくても、起動時に第二の電源の異常の有無を検出できる。よって、第一の電源からの電力の供給が停止した場合であっても、第二の電源からの電力の供給を確実に行うことが可能な電源装置を構成することができ、それを用いた医療機器は、第二の電源が故障した状態で起動されてしまうことを防止することができる。また、本発明に係る電源装置では、装置の駆動中に第一の電源からの電力の供給が停止した場合であっても、第二の電源から確実に電力を供給できるので装置を安全に停止することができる。

本発明の実施の形態１に係る点滴装置の構成を説明するための概略図である。 本実施の形態に係る点滴制御装置の機能を概略的に示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る電源装置の構成を説明するためのブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る電源装置の起動時の処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係る電源装置の電力モニタのタイミングを説明するためのタイミングチャートである。 本発明の実施の形態１に係る電源装置の系統の切替え処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係る第二の回路駆動制御回路の電源を説明するためのブロック図である。 本発明の実施の形態２に係る電源装置の構成を説明するためのブロック図である。 本発明の実施の形態２に係る別の電源装置の構成を説明するためのブロック図である。 本発明の実施の形態３に係る電源装置の構成を説明するためのブロック図である。 本発明の実施の形態４に係る電源装置の構成を説明するためのブロック図である。

以下に、本発明の実施の形態に係る電源装置、およびそれを用いた医療機器について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

（実施の形態１）
本実施の形態１に係る医療機器は、点滴装置を一例として以下に説明する。しかし、これに限られず複数の電源を含む電源装置を備える医療機器であれば、いずれの医療機器であってもよい。

（医療機器の構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る点滴装置１００の構成を説明するための概略図である。図１に示すように、点滴装置１００は、点滴筒５０と、点滴筒５０の状態を検出する点滴制御装置１０とを備える。

点滴筒５０は、点滴制御装置１０内に収納され、スタンド２に吊り下げられた薬液バッグ３にチューブ４を介して接続されている。スタンド２は、その長尺状の本体が鉛直方向に沿うように設置されている。点滴筒５０は、その下方において患者（図示は省略する）へと至るチューブ５に接続されており、薬液バッグ３内から供給された薬液を、チューブ５を介して患者の体内に供給する。なお、チューブ４およびチューブ５は、樹脂などの可撓性材料を含む軟質チューブで構成される。

点滴筒５０の内部にはノズル５５が収納されている。ノズル５５は、その下端が点滴筒５０の内部に連通し、その上端がチューブ４を介して薬液バッグ３に接続されている。薬液バッグ３内の薬液は、重力によってチューブ４内を流下し、やがてノズル５５の内部に達する。そして、ノズル５５の下端において液滴が成長し、当該液滴が所定の大きさに成長すると点滴筒５０内で滴下（落下）する。

点滴制御装置１０は、取付部６によってスタンド２に固定されている。点滴制御装置１０は、電源装置３００と、操作部１４と、表示部１１と、音出力部１２と、点灯部１３と、撮影部２２と、照明部２３と、アクチュエータ２５と、制御部２０とを備える。

電源装置３００は、主電源である第一の電源と、予備電源である第二の電源とを有している。そのため、第一の電源が故障したり、喪失したりした場合でも、第二の電源で点滴制御装置１０を駆動して安全に実行中のシステムを終了させることができる。第一の電源として二次電池（たとえば、ＮｉＭＨ電池など）の電池を採用し、当該電池からの電力を点滴制御装置１０内の各部に供給する。第二の電源として一次電池（たとえば、アルカリ電池など）の電池を採用する。操作部１４は、点滴制御装置１０の使用や設定を行うためのユーザによる操作を受け付ける。

表示部１１は、液晶ディスプレイなどのディスプレイで構成され、制御部２０による制御に基づき、点滴制御装置１０の状態や設定内容などの静止画または動画を表示する。音出力部１２は、スピーカやブザーなどで構成され、制御部２０による制御に基づき、所定の音を外部に出力する。点灯部１３は、ランプや発光ダイオード（light emitting diode：ＬＥＤ）などで構成され、制御部２０による制御に基づき、所定の態様で点灯または点滅する。

撮影部２２は、カメラなどで構成され、制御部２０による制御に基づき、撮像視野に存在する被写体を撮影して画像データを生成する。本実施の形態において、撮影部２２は、被写体としてノズル５５の下端を撮影する。具体的には、撮影部２２は、ノズル５５の下端を少なくとも含む領域を撮影領域とし、その下端において液滴が成長してその後滴下する様子を複数タイミングで撮影する。なお、点滴筒５０は透明または半透明であるため、滴下中の液滴を外部から撮像することが可能である。

照明部２３は、ストロボスコープなどで構成され、撮影部２２の撮影対象となる被写体を照明する。これにより、外光などの外乱があっても、ストロボ照明することで、液滴をより精度良く撮影することができる。また、ストロボ照明することで、１画像のシャッター速度をより早くすることができるため、よりブレの少ない画像を得ることができる。

撮影部２２は、照明部２３から照射される光の波長に対応する感度を有している。たとえば、照明部２３として発光波長が赤外領域にある赤外ＬＥＤ照明を用いた場合、撮影部２２は、赤外線の波長に対応する感度を有している。照明部２３として赤外ＬＥＤ照明を用いた場合、夜間などで患者に点滴を行う場合でも、照明部２３による照明で患者が眩しくなるということがない。

また、例えば、照明部２３が赤外ＬＥＤ照明である場合、撮影部２２の前面側（点滴筒５０側）には、可視光線など、赤外より波長の短い側の光をカットするようなフィルタが設けられていてもよい。このようなフィルタによって不要な光をカットすることができる。

なお、点滴制御装置１０は、必ずしも照明部２３を備える必要はないが、照明部２３を備えるか否かに関わらず、撮影部２２は、少なくとも可視光の一部の範囲をカットする光学フィルタを備えていてもよい。

また、図１では、照明部２３の光を液滴の背後（撮影部２２と反対側）から照射する例を示したが、これに限るものではない。たとえば、照明部２３の光を撮影部２２と同じ側から液滴に照射してもよく、ノズル５５の下端と撮影部２２とを結ぶ直線に対して斜めの方向から照明部２３の光を液滴に照射してもよい。

アクチュエータ２５は、リニアステッピングモータなどで構成され、チューブ５を外部から加圧して押しつぶすことで、当該チューブ５内の流路の開度を変更する。リニアステッピングモータは、制御部２０による制御に基づき、軟質のチューブ５を任意の幅に押しつぶすことでチューブ５の流路抵抗を変化させることができ、それによってチューブ５内を流下する薬液の流量を調整することができる。

制御部２０は、マイクロコントローラ（microcontroller：ＭＣＵ）などで構成され、点滴筒５０の状態を検出するための処理を実行するとともに、上述したように、表示部１１、音出力部１２、点灯部１３、撮影部２２、およびアクチュエータ２５といった各部をそれぞれ制御する。

（点滴制御装置の構成）
図２は、本実施の形態に係る点滴制御装置１０の機能を概略的に示すブロック図である。

図２に示すように、点滴制御装置１０の制御部２０は、記憶部２０１と、調整部２０２とを有する。

記憶部２０１は、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶装置で構成され、撮影部２２による撮影によって得られた複数の画像データ（たとえば、滴下中の液滴における一連の動画データ）などを収集して記憶する。

調整部２０２は、記憶部２０１によって保持された滴下中の液滴における複数の画像データに基づき液滴の滴下量（流量）を算出するとともに、アクチュエータ２５を制御してチューブ５内を流下する薬液の流量を調整する。なお、複数の画像データに基づき液滴の滴下量を算出する方法としては、たとえば国際公開第２０１６／１１４２６４号（ＷＯ２０１６／１１４２６４Ａ１）などに開示されているような公知の技術を用いればよい。

（電源装置の構成）
点滴装置１００は、図１で説明したように電源装置３００を備えている。電源装置３００は、主電源である第一の電源以外に、予備電源である第二の電源を有している。点滴装置１００のような医療機器では、電源が故障したり、停電等により電源が喪失したりした場合、動作中に突然停止し機器に重大な故障や破損などの不具合を生じさせる虞がある。そこで、電源装置３００に複数の電源を設け、一方の電源が故障したり、喪失したりした場合でも、機器を突然停止させることなく、実行中のシステムを終了させたり、継続して駆動したりすることができるように構成している。

しかし、電源装置３００に、予備電源である第二の電源を設けてある場合であっても、当該第二の電源自体が故障していると、主電源である第一の電源が故障したり、電力を喪失したりすると機器が突然停止することになる。ただ、第一の電源が正常であれば、第二の電源が故障しているか否かに関わらず、第一の電源で点滴装置１００を駆動することができるため、第二の電源の故障を認識することなく点滴装置１００の駆動を継続してしまう虞があった。この場合、第一の電源が故障したり、電力を喪失したりすると、第二の電源があっても機能せずに機器が突然停止することになる。

そこで、本実施の形態１に係る電源装置３００では、主電源である第一の電源の制御回路を第二の電源で駆動させることで、当該第二の電源自体が故障している場合には、点滴装置１００自体が起動できない構成としている。図３は、本発明の実施の形態１に係る電源装置３００の構成を説明するためのブロック図である。図３を用いて、電源装置３００の構成について詳しく説明する。

電源装置３００は、主電源である第一の電源３０１、第一の電圧変換回路３０２、第一の回路駆動制御回路３０３、予備電源である第二の電源３１１、第二の電圧変換回路３１２、第二の回路駆動制御回路３１３を備えている。

第一の電源３０１は、外部電源と接続することで充電される二次電池（バッテリー）であり、例えば電圧が５Ｖである。なお、第一の電源３０１は、二次電池に限られず、ＡＣ－ＤＣ回路、ＤＣ－ＤＣ回路、一次電池など様々な種類の電源を適用することができる。負荷である点滴装置１００は、例えば３．３Ｖの電圧で駆動できるため、電圧変換が必要となる。つまり、第一の電圧変換回路３０２は、第一の電源３０１から出力される５Ｖの電力を降圧して、３．３Ｖの電力に変換して点滴装置１００に供給する。第一の電圧変換回路３０２は、例えばレギュレータ回路などで構成され、第一の回路駆動制御回路３０３により制御される。

第一の回路駆動制御回路３０３は、第一の電圧変換回路３０２に対して制御信号を送ることで第一の電圧変換回路３０２での電圧変換や第一の電圧変換回路３０２からの電力の出力を制御できる。第一の回路駆動制御回路３０３は、第一の電源３０１からの電力で起動されているのではなく、第二の電源３１１からの電力で起動されている。そのため、第二の電源３１１が故障（第二の電圧変換回路３１２の故障を含む）していたり、電力を喪失していたりした場合、第一の回路駆動制御回路３０３を起動できず、第一の電源３０１からの電力を点滴装置１００に供給することができない。ここで、起動とは、装置（例えば、第一の電圧変換回路３０２）をＯＦＦ状態（駆動していない状態）からＯＮ状態（駆動している状態）にする動作であり、装置をＯＮ状態で継続して駆動している動作とは異なる。

第二の電源３１１は、外部電源で充電できない一次電池であり、例えば電圧が５Ｖである。なお、第二の電源３１１は、一次電池に限られず、ＡＣ－ＤＣ回路、ＤＣ－ＤＣ回路、二次電池など様々な種類の電源を適用することができる。負荷である点滴装置１００は、例えば３．３Ｖの電圧で駆動できるため、電圧変換が必要となる。つまり、第二の電圧変換回路３１２は、第二の電源３１１から出力される５Ｖの電力を降圧して、３．３Ｖの電力に変換して点滴装置１００に供給する。なお、第一の回路駆動制御回路３０３は、降圧することなく第二の電源３１１から出力される５Ｖの電力で駆動している。

第二の電圧変換回路３１２は、例えばレギュレータ回路などで構成され、第二の回路駆動制御回路３１３により制御される。第二の回路駆動制御回路３１３は、第二の電圧変換回路３１２に対して制御信号を送ることで第二の電圧変換回路３１２での電圧変換や第二の電圧変換回路３１２からの電力の出力を制御できる。

また、第二の回路駆動制御回路３１３は、第一の回路駆動制御回路３０３から出力される制御信号、および第一の電圧変換回路３０２から供給される電力をモニタして、第一の電源３０１の故障（第一の電圧変換回路３０２の故障を含む）や、電力の喪失を検出している。第二の回路駆動制御回路３１３は、第一の電源３０１の故障や、電力の喪失を検出した場合、第二の電圧変換回路３１２に対して制御信号を出力して第二の電圧変換回路３１２を起動し、第二の電源３１１から点滴装置１００に電力を供給する系統に切替える。

なお、第一の電圧変換回路３０２および第一の回路駆動制御回路３０３を、第一の電源３０１から点滴装置１００に供給する電力を制御する第一の電力制御回路３０４と、第二の電圧変換回路３１２および第二の回路駆動制御回路３１３を、第二の電源３１１から点滴装置１００に供給する電力を制御する第二の電力制御回路３１４とそれぞれ規定してもよい。また、第一の電源３０１から点滴装置１００に供給する電力の電圧を変換する必要がなければ、第一の電圧変換回路３０２を設けずに、第一の回路駆動制御回路３０３が第一の電源３０１からの電力の出力を制御するだけの構成でもよい。同じように、第二の電源３１１から点滴装置１００に供給する電力の電圧を変換する必要がなければ、第二の電圧変換回路３１２を設けずに、第二の回路駆動制御回路３１３が、第一の電圧変換回路３０２および第一の回路駆動制御回路３０３の監視と、第二の電源３１１からの電力の出力を制御するだけの構成でもよい。

次に、電源装置３００の起動時の処理についてフローチャートを用いて説明する。図４は、本発明の実施の形態１に係る電源装置３００の起動時の処理を説明するためのフローチャートである。まず、使用者が、例えば点滴装置１００の電源ボタンを押すと、電源装置３００の起動時の処理を開始する。ここで、電源装置３００は、第一の回路駆動制御回路３０３が第一の電圧変換回路３０２を駆動させることで起動する。すなわち、電源装置３００において、第一の電圧変換回路３０２が、常に電力の出力が可能な状態にある第一の電源３０１から点滴装置１００へ電力を供給する経路のスイッチとしての機能も有している。

また、電源装置３００では、第一の回路駆動制御回路３０３を第二の電源３１１により起動している。そのため、まず電源装置３００の起動時に、第二の電源３１１によって第一の回路駆動制御回路３０３の起動が行われているか否かを判断する（ステップＳ１０）。第二の電源３１１によって第一の回路駆動制御回路３０３の起動が行われている場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、第一の回路駆動制御回路３０３は、第一の電圧変換回路３０２を駆動する（ステップＳ１１）。

電源装置３００は、第一の電圧変換回路３０２を駆動することで、第一の電圧変換回路３０２で電圧変換された電力が出力されているか否かを判断する（ステップＳ１２）。具体的に、第二の回路駆動制御回路３１３は、第一の回路駆動制御回路３０３から出力される制御信号、および第一の電圧変換回路３０２から供給される電力をモニタしており、第一の電圧変換回路３０２から出力される電力の有無を検出することができる。

第一の電圧変換回路３０２で電圧変換された電力が出力されている場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、電源装置３００は、第一の電源３０１から点滴装置１００（負荷）への電力の供給を開始し（ステップＳ１３）、電源装置３００の起動時の処理を終了する。一方、第二の電源３１１によって第一の回路駆動制御回路３０３の起動が行われていない場合（ステップＳ１０：ＮＯ）、電源装置３００は、第二の電源３１１が故障等している判断して、第二の電源３１１の異常を警告する（ステップＳ１４）。なお、異常の警告は、電源装置３００に設けてあるＬＥＤやスピーカ等で行うか、点滴装置１００の制御部２０に異常信号を出力して、表示部１１や、音出力部１２等で行う。

第二の電源３１１によって第一の回路駆動制御回路３０３の起動が行われていない場合、電源装置３００自体の起動ができずに停止し（ステップＳ１４）、電源装置３００の起動時の処理を終了する。そのため、第二の電源３１１が故障等しているにも関わらず、電源装置３００が起動されることを防止できる。よって、電源装置３００では、特別な電力検出回路等を設けて第二の電源３１１の異常を検出しなくても、起動時に第二の電源３１１の異常の有無を検出できる。よって、第一の電源３０１からの電力の供給が停止した場合であっても、第二の電源３１１からの電力の供給を確実に行うことが可能な電源装置３００を構成することができる。

第一の電圧変換回路３０２で電圧変換された電力が出力されていない場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、電源装置３００は、第一の回路駆動制御回路３０３より制御信号を受信してから所定時間経過後、第一の電圧変換回路３０２からの電力の出力の有無を判断する（ステップＳ１５）。つまり、電源装置３００は、第一の回路駆動制御回路３０３より制御信号を受信してから所定時間の間、第一の電圧変換回路３０２からの電力の出力が無くても判断を行わない。

第一の電圧変換回路３０２は、第一の回路駆動制御回路３０３から制御信号を受信しても直ちに電力を出力できる訳ではなく、起動するための時間が必要である。そのため、第二の回路駆動制御回路３１３は、第一の回路駆動制御回路３０３より制御信号が出力されたタイミングで、第一の電圧変換回路３０２から電力が出力されているか否かを判断すると誤った判断を行う可能がある。そこで、第二の回路駆動制御回路３１３は、第一の回路駆動制御回路３０３より制御信号を受信してから所定時間の経過を待って、第一の電圧変換回路３０２から出力される電力のモニタを開始する。

図５は、本発明の実施の形態１に係る電源装置３００の電力モニタのタイミングを説明するためのタイミングチャートである。まず、図５において、第一の回路駆動制御回路３０３から第一の電圧変換回路３０２に対して制御信号が出力した時点では、第一の電圧変換回路３０２からの電力の出力が開始されていない。その後、第一の電圧変換回路３０２からの電力の出力が開始されるので、第二の回路駆動制御回路３１３は、制御信号が出力された時点から所定時間経過した場合に第一の電圧変換回路３０２から出力される電力のモニタを開始する。これにより、第二の回路駆動制御回路３１３は、第一の電圧変換回路３０２から出力される電力のモニタにおいて誤った判断を回避できる。

図４に戻って、第一の電圧変換回路３０２から電力が出力されている場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、電源装置３００は、処理をステップＳ１３に進め、第一の電源３０１から点滴装置１００（負荷）への電力の供給を開始して、電源装置３００の起動時の処理を終了する。一方、第一の電圧変換回路３０２から電力が出力されていない場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、電源装置３００は、第一の電源３０１が故障等している判断して、第一の電源３０１の異常を警告する（ステップＳ１６）。なお、異常の警告は、電源装置３００に設けてあるＬＥＤやスピーカ等で行うか、点滴装置１００の制御部２０に異常信号を出力して、表示部１１や、音出力部１２等で行う。

さらに、電源装置３００は、第一の電源３０１が故障等しており点滴装置１００（負荷）への電力の供給ができないため、第二の電源３１１から点滴装置１００（負荷）への電力の供給へ系統を切替え（ステップＳ１６）、電源装置３００の起動時の処理を終了する。

次に、電源装置３００が起動され、第一の電源３０１から点滴装置１００（負荷）への電力の供給が行われている場合に、第一の電源３０１が故障等して、第二の電源３１１から点滴装置１００（負荷）への電力の供給へ系統を切替える処理について説明する。図６は、本発明の実施の形態１に係る電源装置３００の系統の切替え処理を説明するためのフローチャートである。

まず、電源装置３００は、第一の電圧変換回路３０２から電圧変換された電力が出力されているか否かを判断する（ステップＳ２１）。第一の電圧変換回路３０２から電圧変換された電力が出力されている場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、電源装置３００は、処理をステップＳ２１に戻して、第一の電圧変換回路３０２からの出力をモニタする。

一方、第一の電圧変換回路３０２から電圧変換された電力が出力されていない場合（ステップＳ２１：ＮＯ）、電源装置３００は、第一の電圧変換回路３０２からの出力ＯＦＦ状態が一定期間継続しているか否か判断する（ステップＳ２２）。第一の電圧変換回路３０２からの電力の出力は、常に一定の電圧が出力されている場合に限られず、様々な条件により変動することが考えられる。仮に、変動により第一の電圧変換回路３０２からの電力の出力が一時的にＯＦＦ状態となった場合に、第二の回路駆動制御回路３１３が、第一の電圧変換回路３０２から電力が出力されていないと誤って判断することが考えられる。そこで、電源装置３００は、第一の電圧変換回路３０２からの出力ＯＦＦ状態が一定期間（例えば、数秒）継続している場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）に、第一の電圧変換回路３０２から電力が出力されていないと判断する。

電源装置３００は、第一の電圧変換回路３０２から電力が出力されていないと判断した場合、第二の電源３１１から点滴装置１００（負荷）への電力の供給へ系統を切替える。具体的に、第二の回路駆動制御回路３１３は、第二の電圧変換回路３１２を駆動する（ステップＳ２３）。電源装置３００は、第二の電圧変換回路３１２を駆動することで、第二の電圧変換回路３１２から電圧変換された電力が出力される。

電源装置３００は、第二の電源３１１から点滴装置１００（負荷）への電力の供給を開始して（ステップＳ２４）、電源装置３００の系統の切替え処理を終了する。電源装置３００は、第一の電圧変換回路３０２からの出力ＯＦＦ状態が一定期間（例えば、数秒）継続しない場合（ステップＳ２２：ＮＯ）、電源装置３００は、処理をステップＳ２１に戻して、第一の電圧変換回路３０２からの出力をモニタする。

第一の回路駆動制御回路３０３は、第一の電源３０１からではなく、第二の電源３１１から供給された電力で駆動すると説明した。第二の回路駆動制御回路３１３については、特に説明していないが、第二の電源３１１から供給された電力で駆動する構成である。図７は、本発明の実施の形態１に係る第二の回路駆動制御回路３１３の電源を説明するためのブロック図である。図７に示すように、第二の回路駆動制御回路３１３は、第二の電源３１１から電力が供給されている。もちろん、第二の回路駆動制御回路３１３は、第二の電源３１１から電力が供給される場合に限定されず、他の電源から電力が供給されてもよい。なお、第二の回路駆動制御回路３１３を含む第二の電力制御回路３１４が第二の電源３１１から電力が供給されているとしてもよい。

以上のように、本実施の形態１に係る電源装置３００では、負荷に電力を供給する第一の電源３０１と、第一の電源３０１から負荷に供給する電力を制御する第一の電力制御回路３０４と、第二の電源３１１と、第二の電力制御回路３１４とを備えている。第二の電力制御回路３１４は、第一の電源３０１から負荷への電力の供給が停止した場合に、第二の電源３１１から負荷に供給する。第一の電力制御回路３０４は、第二の電源３１１から供給される電力で駆動する。

これにより、本実施の形態１に係る電源装置３００では、負荷である点滴装置１００を起動する際に、第二の電源３１１が故障していれば装置が起動できないため、特別な電力検出回路等を設けて第二の電源３１１の異常を検出しなくても、起動時に第二の電源３１１の異常の有無を検出できる。そのため、第一の電源３０１からの電力の供給が停止した場合であっても、第二の電源３１１からの電力の供給を確実に行うことが可能な電源装置３００を構成でき、それを用いた医療機器（点滴装置１００）は、第二の電源３１１が故障した状態で起動してしまうことを防止することができる。

本実施の形態１に係る電源装置３００では、第二の電力制御回路３１４は、前記第二の電源から供給される電力で駆動している。これにより、第一の電源３０１からの電力の供給が停止した場合、第二の電力制御回路３１４を駆動することができる。

第一の電力制御回路３０４は、第一の電源３０１から負荷に供給する電力の電圧を変換する第一の電圧変換回路３０２と、第一の電圧変換回路３０２の駆動を制御する第一の回路駆動制御回路３０３とを含む。第二の電力制御回路３１４は、第二の電源３１１から前記負荷に供給する電力の電圧を変換する第二の電圧変換回路３１２と、第二の電圧変換回路３１２の駆動を制御する第二の回路駆動制御回路３１３とを含む。そのため、電源装置３００は、負荷を駆動する電圧と異なる電圧の第一の電源３０１および第二の電源３１１を用いることが可能になる。

第二の回路駆動制御回路３１３は、第一の電圧変換回路３０２から負荷に供給される電力を監視するとともに、第一の電圧変換回路３０２に対する第一の回路駆動制御回路３０３からの制御信号を監視する。第二の回路駆動制御回路３１３は、制御信号を検出してから所定期間の経過後に、第一の電圧変換回路３０２から負荷に供給される電力の有無の判断を開始する。これにより、電源装置３００は、第一の電圧変換回路３０２が起動される前に、第一の電圧変換回路３０２から電力が出力されていないと誤って判断することを防止できる。

（実施の形態２）
実施の形態１に係る電源装置３００では、第一の電源３０１が二次電池で、第二の電源３１１が一次電池であると説明した。本実施の形態２に係る電源装置では、第二の電源に充電可能な二次電池を用いた構成について説明する。なお、本実施の形態２に係る電源装置も医療機器に用いられ、点滴装置を一例として以下に説明する。しかし、これに限られず複数の電源を含む電源装置を備える医療機器であれば、いずれの医療機器であってもよい。また、図１および図２に示す点滴装置１００と同じ構成については同じ符号を付して詳しい説明を繰返さない。

図８は、本発明の実施の形態２に係る電源装置３００ａの構成を説明するためのブロック図である。図８を用いて、電源装置３００ａの構成について詳しく説明する。なお、図３に示す電源装置３００と同じ構成については同じ符号を付して詳しい説明を繰返さない。また、第二の回路駆動制御回路３１３は、図７に示すように第二の電源３１１ａから電力が供給されてもよい。

電源装置３００ａは、主電源である第一の電源３０１ａが二次電池（バッテリー）ではなく、商用電源等の外部電源と接続することができるＡＣ－ＤＣ回路である。つまり、外部電源から供給される交流電力を直流電力に変換して第一の電圧変換回路３０２に出力している。

一方、第二の電源３１１ａは、二次電池（バッテリー）であり、第一の電源３０１ａと接続し、第一の電源３０１ａからの電力で充電することができる。つまり、電源装置３００ａでは、第一の電源３０１ａから負荷である点滴装置１００に電力を供給している間に、第二の電源３１１ａを充電することができるため、第二の電源３１１ａの充電状態を常に維持することができる。

図８に示す電源装置３００ａでは、第一の電源３０１ａを経由して第二の電源３１１ａの充電を行っていたが、第一の電源を経由せずに第二の電源の充電を行ってもよい。具体的に、図９は、本発明の実施の形態２に係る別の電源装置３００ｂの構成を説明するためのブロック図である。なお、図３に示す電源装置３００および図８に示す電源装置３００ａと同じ構成については同じ符号を付して詳しい説明を繰返さない。また、第二の回路駆動制御回路３１３は、図７に示すように第二の電源３１１ｂから電力が供給されてもよい。

図９に示す第二の電源３１１ｂは、二次電池（バッテリー）であり、商用電源等の外部電源と直接接続されている。そのため、第二の電源３１１ｂは、外部電源から供給される交流電力を直流電力に変換するＡＣ－ＤＣ回路を含んでおり、外部電源から供給される電力で充電することができる。これにより、第一の電源３０１ａが故障していても、第二の電源３１１ｂを充電することができる。

以上のように、本実施の形態２に係る第二の電源３１１ａ，３１１ｂは、二次電池で構成され、第一の電源３０１ａまたは外部電源からの電力で充電される。これにより、第二の電源３１１ａ，３１１ｂの充電状態を常に維持することができる。

（実施の形態３）
実施の形態１に係る電源装置３００では、第一の電源３０１が故障等した場合、第二の電源３１１から点滴装置１００（負荷）への電力の供給へ系統を切替えると説明した。本実施の形態３に係る電源装置では、第二の電源へ系統を切替えるだけではなく、医療機器に対して駆動停止信号を送信することができる構成について説明する。なお、本実施の形態３に係る電源装置も医療機器に用いられ、点滴装置を一例として以下に説明する。しかし、これに限られず複数の電源を含む電源装置を備える医療機器であれば、いずれの医療機器であってもよい。また、図１および図２に示す点滴装置１００と同じ構成については同じ符号を付して詳しい説明を繰返さない。

図１０は、本発明の実施の形態３に係る電源装置３００ｃの構成を説明するためのブロック図である。図１０を用いて、電源装置３００ｃの構成について詳しく説明する。なお、図３に示す電源装置３００と同じ構成については同じ符号を付して詳しい説明を繰返さない。また、第二の回路駆動制御回路３１３は、図７に示すように第二の電源３１１から電力が供給されてもよい。

電源装置３００ｃは、負荷である点滴装置１００に対して駆動停止信号を出力する出力回路３２３をさらに備えている。出力回路３２３は、第二の電源３１１から点滴装置１００への電力の供給を監視している。出力回路３２３は、第二の電源３１１から点滴装置１００への電力の供給を検出した場合、駆動停止信号を点滴装置１００へ出力する。

点滴装置１００は、駆動停止信号を受信すると、駆動を停止するための動作を開始する。具体的に、点滴装置１００は、現在まで点滴を行った記録を保存し、実行中のシステムを終了させる動作させる。また、点滴装置１００は、主電源である第一の電源３０１からの電力の供給が停止して、駆動を停止する旨の表示を行ったり、外部に停止する旨の信号を送信したりしてもよい。

なお、出力回路３２３は、駆動停止信号を点滴装置１００へ出力すると説明したが、出力する信号は当該駆動停止信号に限定されず、例えば、第二の電源３１１からの電力で点滴装置１００を駆動するための制御信号などを出力してもよい。

以上のように、本実施の形態３に係る電源装置３００ｃは、負荷に対して駆動停止信号を出力する出力回路３２３をさらに備え、出力回路３２３が、第二の電源３１１から負荷への電力の供給を検出した場合、駆動停止信号を出力する。これにより、電源装置３００ｃは、実行中のシステムを終了させる動作ができ、機器に重大な故障や破損などの不具合を防止することができる。

電源装置３００ｃは、出力回路３２３を設け、当該出力回路３２３から駆動停止信号を出力する構成であるが、これに限定されず、出力回路３２３を設けずに、第二の回路駆動制御回路３１３から駆動停止信号を出力する構成でもよい。図１０の破線の矢印で示すように、第二の回路駆動制御回路３１３は、第二の電圧変換回路３１２に対して制御信号を出力して第二の電圧変換回路３１２を起動して、第二の電源３１１から点滴装置１００に電力を供給する系統に切替えた場合、駆動停止信号を点滴装置１００へ出力する。つまり、第二の回路駆動制御回路３１３は、第一の電源３０１から第二の電源３１１へ負荷に電力を供給する電源を切替えた場合、負荷に対して駆動停止信号を出力する。

（実施の形態４）
実施の形態１に係る電源装置３００では、第一の電源３０１が故障等した場合、第二の電源３１１から点滴装置１００（負荷）へ電力を供給する系統に切替えると説明した。本実施の形態４に係る電源装置では、第二の電源からの系統に切替えた場合、警告音を出力することができる構成について説明する。なお、本実施の形態４に係る電源装置も医療機器に用いられ、点滴装置を一例として以下に説明する。しかし、これに限られず複数の電源を含む電源装置を備える医療機器であれば、いずれの医療機器であってもよい。また、図１および図２に示す点滴装置１００と同じ構成については同じ符号を付して詳しい説明を繰返さない。

図１１は、本発明の実施の形態４に係る電源装置３００ｄの構成を説明するためのブロック図である。図１１を用いて、電源装置３００ｄの構成について詳しく説明する。なお、図３に示す電源装置３００と同じ構成については同じ符号を付して詳しい説明を繰返さない。また、第二の回路駆動制御回路３１３は、図７に示すように第二の電源３１１から電力が供給されてもよい。

電源装置３００ｄは、警告音を発する音出力回路３３１をさらに備えている。音出力回路３３１は、図示していないスピーカを含んでおり、第二の回路駆動制御回路３１３からの制御信号に基づき、当該スピーカから警告音を発する。例えば、第二の回路駆動制御回路３１３は、第二の電源３１１から点滴装置１００への電力の供給に切替えた場合、音出力回路３３１に対して警告音を発するように制御信号を出力する。音出力回路３３１は、当該制御信号に基づき、第二の電源３１１へ系統が切替わったことを警告音で報知する。

音出力回路３３１は、第二の電源３１１から点滴装置１００への電力の供給に切替えた場合に警告音を発するだけでない。例えば、音出力回路３３１は、第二の電圧変換回路３１２から供給される電力の異常、たとえば電圧が高すぎるまたは低すぎる、または、電流が大きすぎるまたは小さすぎるなどを検出した場合や、第二の電源３１１および第二の電圧変換回路３１２の動作テストで異常を検出した場合などに警告音を発してもよい。

第二の電圧変換回路３１２から供給される電力の異常を検出した場合に警告音を発するためには、第二の回路駆動制御回路３１３は、第二の電圧変換回路３１２から点滴装置１００に供給する電力を監視する構成であることが前提である。また、第二の電源３１１および第二の電圧変換回路３１２の動作テストで異常を検出した場合に警告音を発するためには、第二の回路駆動制御回路３１３は、点滴装置１００への電力の供給を停止しているときに、第二の電源３１１および第二の電圧変換回路３１２の動作テストを行うことができる構成であることが前提である。なお、音出力回路３３１が発する警告音は、それぞれの場合において異なる音であってもよい。

以上のように、本発明の実施の形態４に係る電源装置３００ｄは、警告音を発する音出力回路３３１をさらに備え、第二の回路駆動制御回路３１３が、第二の電源３１１から負荷への電力の供給に切替えた場合、音出力回路３３１に対して警告音を発するように制御する。これにより、使用者が、第二の電源３１１から負荷への電力の供給に切替わったことを知ることができる。

また、本発明の実施の形態４に係る電源装置３００ｄは、第二の回路駆動制御回路３１３が、第二の電圧変換回路３１２から負荷に供給される電力を監視し、第二の電圧変換回路３１２から供給される電力の異常を検出した場合、音出力回路３３１に対して警告音を発するように制御する。これにより、使用者が、第二の電圧変換回路３１２から供給される電力の異常を知ることができる。

さらに、本発明の実施の形態４に係る電源装置３００ｄは、第二の回路駆動制御回路３１３が、電源装置３００ｄから負荷への電力の供給を停止しているときに、第二の電源３１１および第二の電圧変換回路３１２の動作テストを行い、動作テストで異常を検出した場合、音出力回路３３１に対して警告音を発するように制御する。これにより、使用者が、第二の電源３１１および第二の電圧変換回路３１２の動作テストの異常、たとえば電圧が高すぎるまたは低すぎる、または、電流が大きすぎるまたは小さすぎるなどを知ることができる。

（変形例）
（１） 実施の形態に係る電源装置３００，３００ａ～３００ｄは、点滴装置１００に内蔵される構成で説明したが、これに限られず、点滴装置１００の外部に設けられる構成であってもよい。

（２） 実施の形態に係る電源装置３００，３００ａ～３００ｄは、主電源である第一の電源と、予備電源である第二の電源とを備える構成であると説明したが、これに限られず、３つ以上の電源を含む構成であってもよい。

（３） 実施の形態に係る電源装置３００ｃでは、第二の電源３１１から負荷への電力の供給に切替わった場合に、点滴装置１００の駆動を停止する構成で説明した。しかし、これに限られず、第二の電源３１１の充電残量が一定量以下になるまで点滴装置１００の駆動を継続させて、その後駆動を停止する構成でもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

２ スタンド、３ 薬液バッグ、４，５ チューブ、６ 取付部、１０ 点滴制御装置、１１ 表示部、１２ 音出力部、１３ 点灯部、１４ 操作部、２０ 制御部、２２ 撮影部、２３ 照明部、２５ アクチュエータ、５０ 点滴筒、５５ ノズル、１００ 点滴装置、２０１ 記憶部、２０２ 調整部、３００，３００ａ～３００ｄ 電源装置、３０１，３０１ａ 第一の電源、３０２ 第一の電圧変換回路、３０３ 第一の回路駆動制御回路、３０４ 第一の電力制御回路、３１１，３１１ａ，３１１ｂ 第二の電源、３１２ 第二の電圧変換回路、３１３ 第二の回路駆動制御回路、３１４ 第二の電力制御回路、３２３ 出力回路、３３１ 音出力回路。

Claims (12)

1. 電源装置であって、
   負荷に電力を供給する第一の電源と、
   前記第一の電源から前記負荷に供給する電力を制御する第一の電力制御回路と、
   前記第一の電源と異なる第二の電源と、
   前記第一の電源から前記負荷への電力の供給が停止した場合に、前記第二の電源から前記負荷に供給する電力を制御する第二の電力制御回路とを備え、
   前記電源装置は、起動開始から、起動終了までの間、前記第一の電源と前記第二の電源とから電力の供給を受ける、電源装置。
2. 前記第二の電力制御回路は、前記第二の電源から供給される電力で駆動している、請求項１に記載の電源装置。
3. 前記第二の電源は、二次電池で構成され、前記第一の電源または外部電源からの電力で充電される、請求項１または請求項２に記載の電源装置。
4. 前記第一の電力制御回路は、
   前記第一の電源から前記負荷に供給する電力の電圧を変換する第一の電圧変換回路と、
   前記第一の電圧変換回路の駆動を制御する第一の回路駆動制御回路とを含み、
   前記第二の電力制御回路は、
   前記第二の電源から前記負荷に供給する電力の電圧を変換する第二の電圧変換回路と、
   前記第二の電圧変換回路の駆動を制御する第二の回路駆動制御回路とを含む、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の電源装置。
5. 前記第二の回路駆動制御回路は、
   前記第一の電圧変換回路から前記負荷に供給される電力を監視するとともに、前記第一の電圧変換回路に対する前記第一の回路駆動制御回路からの制御信号を監視し、
   前記制御信号を検出してから所定期間の経過後に、前記第一の電圧変換回路から前記負荷に供給される電力の有無の判断を開始する、請求項４に記載の電源装置。
6. 前記第二の回路駆動制御回路は、
   前記第二の電源から前記負荷への電力の供給に切替えた場合、前記負荷に対して駆動停止信号を出力する、請求項４または請求項５に記載の電源装置。
7. 前記負荷に対して駆動停止信号を出力する出力回路をさらに備え、
   前記出力回路は、
   前記第二の電源から前記負荷への電力の供給を検出した場合、前記駆動停止信号を出力する、請求項４または請求項５に記載の電源装置。
8. 警告音を発する音出力回路をさらに備え、
   前記第二の回路駆動制御回路は、
   前記第二の電源から前記負荷への電力の供給に切替えた場合、前記音出力回路に対して警告音を発するように制御する、請求項４～請求項７のいずれか１項に記載の電源装置。
9. 前記第二の回路駆動制御回路は、
   前記第二の電圧変換回路から前記負荷に供給される電力を監視し、前記第二の電圧変換回路から供給される電力の異常を検出した場合、前記音出力回路に対して警告音を発するように制御する、請求項８に記載の電源装置。
10. 前記第二の回路駆動制御回路は、
    前記電源装置から前記負荷への電力の供給を停止しているときに、前記第二の電源および前記第二の電圧変換回路の動作テストを行い、当該動作テストで異常を検出した場合、前記音出力回路に対して警告音を発するように制御する、請求項９に記載の電源装置。
11. 電源装置であって、
    第一の電源と、
    前記第一の電源と接続し、前記第一の電源から供給する電力の電圧を変換する第一の電圧変換回路と、
    第二の電源と、
    前記第二の電源と接続し、前記第二の電源から供給する電力の電圧を変換する第二の電圧変換回路と、
    前記第一の電圧変換回路と接続し、前記第一の電圧変換回路の駆動を制御する第一の回路駆動制御回路と、
    前記第二の電圧変換回路と接続し、前記第二の電圧変換回路の駆動を制御する第二の回路駆動制御回路とを備え、
    前記電源装置は、起動開始から、起動終了までの間、前記第一の電源と前記第二の電源とから電力の供給を受け、
    前記第二の回路駆動制御回路は、前記第一の電圧変換回路および前記第一の回路駆動制御回路と接続し、前記第一の電源からの電力の供給が停止したか否かを判断することで、前記第二の電源からの電力の供給に切り替える、電源装置。
12. 請求項１～請求項１１のいずれか１項に記載の前記電源装置を備える、医療機器。

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