JPWO2018173480A1

JPWO2018173480A1 - 薬液投与装置

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Publication number: JPWO2018173480A1
Application number: JP2019507398A
Authority: JP
Inventors: 勝平佐々木
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 2017-03-23
Filing date: 2018-01-29
Publication date: 2020-01-23
Also published as: WO2018173480A1

Abstract

薬液投与装置は、薬液が充填された薬液貯蔵部と、押し子部材と、押し子操作部と、駆動部と、回転検出部と、制御部と、を備えている。回転検出部は、駆動部の回転を検出する。制御部は、回転検出部が検出した駆動部の回転信号に基づいて駆動部に加わる負荷を検知し、駆動部により生じるトルクを変化させる。

Description

本発明は、薬液投与装置に関し、例えばインスリンポンプのように持続的な薬液投与を行うための薬液投与装置に関する。

近年、皮下注射や静脈内注射などによって、患者の体内に薬液を持続的に投与する治療法が行われている。例えば、糖尿病患者に対する治療法として、患者の体内に微量のインスリンを持続的に注入する治療が実施されている。この治療法では、一日中患者に薬液（インスリン）を投与するために、患者の身体又は衣服に固定する持ち運び可能な携帯型の薬液投与装置（いわゆるインスリンポンプ）が用いられている。このような携帯型の薬液投与装置の一つとして、薬液が貯蔵されるシリンジと、シリンジの内部で駆動される押し子とを有するシリンジポンプ形式のものが提案されている。

また、押し子には、押し子操作部が連結され、この押し子操作部を介して駆動モータからの駆動力が押し子に伝達されている（例えば、特許文献１参照）。また、シリンジに薬液を充填する際には、押し子と押し子操作部の連結は、外されている。そして、シリンジに薬液が充填されて薬液投与の準備を行う際に、駆動モータを駆動させて押し子操作部を移動させ、押し子操作部と押し子とを連結している。

特開２００５−２８７９４４号公報

しかしながら、押し子と押し子操作部が連結する際には、駆動モータに加わる負荷が大きくなる。そのため、従来の薬液投与装置では、負荷の最大値に合わせて駆動モータのトルクを上げるために、駆動モータの駆動速度を遅く設定していた。また、この駆動モータの駆動速度は、薬液投与準備を行う間は、一定であった。その結果、従来の薬液投与装置では、薬液投与準備にかかる時間が長くなる、という問題を有していた。

本発明の目的は、上記の問題点を考慮し、薬液投与準備にかかる時間を短縮することができる薬液投与装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の薬液投与装置は、薬液が充填された薬液貯蔵部と、押し子部材と、押し子操作部と、駆動部と、回転検出部と、制御部と、を備えている。
押し子部材は、薬液貯蔵部に充填された薬液を押し出す。押し子操作部は、押し子部材の移動を操作する。駆動部は、押し子操作部に駆動力を与える。回転検出部は、駆動部の回転を検出する。制御部は、駆動部の駆動を制御する。また、制御部は、回転検出部が検出した駆動部の回転信号に基づいて駆動部に加わる負荷を検知し、駆動部により生じるトルクを変化させる。

本発明の薬液投与装置によれば、薬液投与準備にかかる時間を短縮することができる。

実施の形態例にかかる薬液投与装置を示す分解斜視図である。実施の形態例にかかる薬液投与装置を示す平面図である。実施の形態例にかかる薬液投与装置における回転検出部を示す斜視図である。実施の形態例にかかる薬液投与装置の制御系を示すブロック図である。実施の形態例にかかる薬液投与装置における駆動モータの駆動速度及びトルクと負荷との関係を示す説明図である。実施の形態例にかかる薬液投与装置における薬液投与準備の際に駆動モータに加わる負荷を示す説明図である。実施の形態例にかかる薬液投与装置における薬液投与準備動作を示すフローチャートである。実施の形態例にかかる薬液投与装置における薬液投与動作での駆動モータの駆動速度とトルクを示す説明図である。実施の形態例にかかる薬液投与装置における薬液投与準備動作での駆動モータの駆動信号と回転検出部が検出した回転信号との関係を示す説明図である。

以下、本発明の薬液投与装置の実施の形態例について、図１〜図９を参照して説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。また、本発明は、以下の形態に限定されるものではない。

１．実施の形態例
１−１．薬液投与装置の構成
まず、図１〜図３を参照して、実施の形態例（以下、「本例」という。）にかかる薬液投与装置の構成例について説明する。
図１は、薬液投与装置を示す分解斜視図、図２は、薬液投与装置を示す平面図である。

図１に示す装置は、パッチ式や、チューブ式のインスリンポンプ、さらにその他の携帯型の薬液投与装置のように、患者の体内に持続的に薬液投与を行うための携帯型のインスリンポンプである。薬液投与装置１は、薬液投与部２と、薬液投与部２が着脱可能に装着されるクレードル装置３と、クレードル装置３に装着される接続ポート６とを有している。

クレードル装置３には、接続ポート６が装着される装着部５が設けられている。接続ポート６は、カニューレ６ａを有している。クレードル装置３を患者の皮膚に貼着し、不図示の穿刺機構を用いることにより、接続ポート６は装着部５に装着される。接続ポート６をクレードル装置３の装着部５に装着した際に、クレードル装置３における薬液投与部２が装着される側と反対側からカニューレ６ａが突出し、カニューレ６ａが生体に穿刺・留置される。

また、接続ポート６は、クレードル装置３に装着された状態において、薬液投与部２が装着されると、後述する薬液投与部２の筐体１１の裏面収納部に収納される。そして、接続ポート６は、後述する薬液投与部２の送液配管１９に接続される。

薬液投与部２は、筐体１１と、蓋体１２と、薬液貯蔵部１３と、伝達機構１４と、駆動部の一例を示す駆動モータ１５と、報知部１６と、電源部１７とを有している。また、薬液投与部２は、薬液貯蔵部１３に充填された薬液を押し出す押し子部材１８と、送液配管１９と、回転検出部２１と、押し子部材１８を操作する押し子操作部２２と、を有している。

筐体１１は、一面が開口した中空の略直方体状に形成されている。筐体１１の開口する側である表面には、第１収納部１１ａと、第２収納部１１ｂが形成され、筐体１１の表面と逆側の面には裏面収納部が形成されている。第１収納部１１ａには、駆動モータ１５と、電源部１７と、回転検出部２１と、伝達機構１４の一部が収納される。

第２収納部１１ｂには、薬液貯蔵部１３と、押し子部材１８と、押し子操作部２２と、伝達機構１４の一部が収納される。また、第２収納部１１ｂには、第１軸受け部１１ｃと、第２軸受け部１１ｄが設けられている。第１軸受け部１１ｃと第２軸受け部１１ｄは、第２収納部１１ｂの底面部から開口に向けて突出している。第１軸受け部１１ｃには、後述する押し子操作部２２の送りねじ軸２２ｂが回転可能に支持される。また、第２軸受け部１１ｄには、後述する押し子操作部２２における操作歯車２３の軸部２３ａが回転可能に支持される。

蓋体１２は、略平板状に形成されている。蓋体１２は、筐体１１の表面に形成された第１収納部１１ａ及び第２収納部１１ｂを覆い、筐体１１の開口を閉じる。また、蓋体１２には、伝達機構１４、駆動モータ１５、報知部１６、電源部１７及び回転検出部２１が取り付けられる。

薬液貯蔵部１３は、軸方向の一端が閉塞し、軸方向の他端が開口した筒状に形成されている。この薬液貯蔵部１３の筒孔１３ｃ内には、薬液が貯蔵される。薬液貯蔵部１３の軸方向の一端部には、送液ポート１３ａと、充填ポート１３ｂが形成されている。

送液ポート１３ａは、送液配管１９に接続されている。送液配管１９における送液ポート１３ａと反対側の端部は、接続ポート６に接続される。接続ポート６は、患者の生体に穿刺及び留置される。そして、薬液貯蔵部１３の筒孔１３ｃ内に貯蔵された薬液は、送液ポート１３ａから排出され、送液配管１９及び接続ポート６を通過して患者に投与される。

充填ポート１３ｂには、不図示の充填装置が接続される。そして、充填ポート１３ｂを介して薬液貯蔵部１３の筒孔内に薬液が充填される。

また、薬液貯蔵部１３の筒孔１３ｃ内には、押し子部材１８が摺動可能に挿入されている。押し子部材１８は、ガスケット１８ａと、シャフト部１８ｂとを有している。ガスケット１８ａは、薬液貯蔵部１３の筒孔１３ｃ内において摺動可能に配置されている。ガスケット１８ａは、薬液貯蔵部１３の筒孔１３ｃの内周面に液密に密着しながら移動する。

ガスケット１８ａにおける先端部の形状は、薬液貯蔵部１３の筒孔１３ｃの軸方向の一端側の形状に対応して形成されている。これにより、ガスケット１８ａが薬液貯蔵部１３の軸方向の一端側に移動した際に、薬液貯蔵部１３内に充填された薬液を無駄なく送液ポート１３ａから排出させることができる。

ガスケット１８ａにおける先端部と反対側には、シャフト部１８ｂが設けられている。シャフト部１８ｂは、薬液貯蔵部１３の軸方向の他端に形成された開口から外側に延設されている。シャフト部１８ｂにおけるガスケット１８ａと反対側の端部には、後述する押し子操作部２２の連結ナット２２ｃと連結する連結部１８ｃが設けられている。連結部１８ｃが連結ナット２２ｃと連結されて押し子操作部２２が駆動すると、押し子部材１８は、薬液貯蔵部１３の軸方向に沿って移動する。

押し子操作部２２は、操作歯車２３と、送りねじ軸２２ｂと、連結ナット２２ｃとを有している。操作歯車２３は、後述する伝達機構１４の歯車と歯合する。また、操作歯車２３の軸部２３ａの一端には、送りねじ軸２２ｂの軸方向の端部に接続されている。さらに、操作歯車２３の軸部２３ａの他端は、第２軸受け部１１ｄに回転可能に支持されている。

送りねじ軸２２ｂは、第１軸受け部１１ｃに回転可能に支持されている。また、送りねじ軸２２ｂは、その軸方向が、シャフト部１８ｂに対して平行に配置される。すなわち、送りねじ軸２２ｂは、押し子部材１８の移動方向と平行に配置される。この送りねじ軸２２ｂには、連結ナット２２ｃが螺合されている。

連結ナット２２ｃは、筐体１１に収納された際に、送りねじ軸２２ｂの周方向回りの回転が規制される。これにより、操作歯車２３が回転し、送りねじ軸２２ｂが回転すると、連結ナット２２ｃは、送りねじ軸２２ｂの軸方向に沿って移動する。そして、連結ナット２２ｃに押し子部材１８の連結部１８ｃが係合された後には、送りねじ軸２２ｂの回転にともなって押し子部材１８は、連結ナット２２ｃと共に送りねじ軸２２ｂの軸方向に沿って移動する。また、押し子操作部２２には、伝達機構１４を介して駆動モータ１５の駆動力が伝達される。

駆動モータ１５としては、例えば、ステッピングモータが適用される。そして、駆動モータ１５は、後述する演算部１０１（制御部）からの駆動信号に基づいて回転駆動する。

駆動モータ１５は、筐体１１の表面の開口を蓋体１２で閉塞した状態において、筐体１１に収納された電源部１７の電極に接続されて電力が供給される。駆動モータ１５の駆動軸１５ａには、駆動軸１５ａの回転を検出する回転検出部２１が設けられている。

図３は、回転検出部２１を示す斜視図である。
図３に示すように、回転検出部２１は、検出センサ２５と、回転体２６とを有するロータリーエンコーダである。回転体２６は、駆動モータ１５の駆動軸１５ａに固定された回転体本体部２６ａと、回転体本体部２６ａに設けられた３枚の遮蔽板２６ｂと、回転体本体部２６ａに設けられた軸部２６ｄとを有している。

回転体本体部２６ａは、略円柱状に形成されている。そして、回転体本体部２６ａは、駆動軸１５ａの回転に同期して回転する。回転体本体部２６ａの軸方向における駆動軸１５ａとは反対側には軸部２６ｄが突出している。軸部２６ｄには、不図示の歯車が設けられており、伝達機構１４の歯車と歯合する。

また、回転体本体部２６ａの外周面には、等角度間隔に３枚の遮蔽板２６ｂが設けられている。そのため、回転体本体部２６ａの周縁には、３つの遮蔽板２６ｂにより、３つのスリット２６ｃが等角度間隔に形成されている。

検出センサ２５は、筐体１１に配置されている。光を出射する発光部２５ａと、発光部２５ａから出射された光を受光する受光部２５ｂとを有する光学式センサである。発光部２５ａから出射された光は、回転体２６の遮蔽板２６ｂにより遮られ、回転体２６のスリット２６ｃを通過する。

上述したように、回転体２６には、３つの遮蔽板２６ｂと、３つのスリット２６ｃが形成されている。そのため、駆動モータ１５の駆動軸１５ａが１回転、すなわち回転体２６が１回転すると、検出センサ２５の受光部２５ｂは、遮蔽板２６ｂにより光が遮られた「暗」と、スリット２６ｃを通過した光を検出する「明」の１セットが３回繰り返されたパルス信号を検出する（図９参照）。これにより、検出センサ２５は、駆動モータ１５の回転を検出する。

なお、遮蔽板２６ｂの数は、３つに限定されるものではなく、２つ、あるいは４つ以上設けてもよい。そのため、回転体２６が１回転した際に生じるパルス信号は、遮蔽板２６ｂ及びスリット２６ｃの数に応じて適宜変化する。

また、検出センサ２５は、検出した駆動モータ１５の回転情報を後述する演算部１０１（制御部）に出力する。

図１及び図２に示すように、駆動モータ１５の駆動軸１５ａには、回転検出部２１を介して伝達機構１４が接続されている。伝達機構１４は、駆動モータ１５の駆動力（回転）を押し子操作部２２に伝達するものである。伝達機構１４は、複数の歯車から構成されている。駆動モータ１５が駆動すると、伝達機構１４を構成する複数の歯車が回転し、駆動モータ１５の駆動力が操作歯車２３に伝達される。そのため、押し子部材１８が操作されて、薬液貯蔵部１３に貯蔵された薬液がガスケット１８ａにより押し出される。

報知部１６は、後述する演算部１０１に接続されている。報知部１６は、薬液投与装置１に誤作動が生じた場合や、閉塞を検知した場合等に後述する演算部１０１（制御部）からの指示により駆動し、警報を出力する。この報知部１６が出力する警報としては、例えば振動や音などを単独で発してもよく、または振動や音などを併用して発するようにしてもよい。

電源部１７は、薬液投与装置１を構成する各構成要素に電力を供給するためのものである。電源部１７としては、例えば電池１７ａ及びこれを収納する電池ボックス、さらには電池からの電力の供給をオン／オフするスイッチ等で構成されている。

１−２．薬液投与装置の制御系
次に、図４を参照して薬液投与装置１の制御系について説明する。
図４は、薬液投与装置１の制御系を示すブロック図である。

図４に示すように、薬液投与装置１は、上述した駆動モータ１５と、回転検出部２１と、報知部１６と、電源部１７とを有している。また、薬液投与装置１は、制御部の一例を示す演算部１０１と、通信部１０３と、記憶部１０４と、日時管理部１０５とを有している。

駆動モータ１５と、回転検出部２１と、報知部１６と、電源部１７と、通信部１０３と、記憶部１０４と、日時管理部１０５は、演算部１０１に接続されている。

回転検出部２１の検出センサ２５（図３参照）で検出した駆動モータ１５の回転情報は、演算部１０１に出力される。そして、駆動モータ１５の駆動は、演算部１０１により制御される。

通信部１０３は、薬液投与装置１を操作する不図示のコントローラや、外部の携帯情報処理端末や、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）と有線又は無線のネットワークを介して接続されている。通信部１０３は、不図示のコントローラや携帯情報処理端末等を介して使用者が操作した操作情報や、外部の装置が計測した計測データを受信する。そして、通信部１０３は、受信した操作情報や計測データを演算部１０１に出力する。

また、通信部１０３は、演算部１０１により制御されることで、閉塞情報、薬液貯蔵部１３に貯蔵された薬液の量に関する情報や、投与パターン等の薬液投与装置１に関する各種情報を不図示のコントローラや携帯情報処理端末等に出力する。

記憶部１０４は、各種のデータを記憶する部分である。記憶部１０４には、薬液を投与するための投与パターンを示す投与プロファイル等を制御するための制御プログラム、閉塞検出に薬液投与準備動作で用いられる閾値データ等が記憶されている。さらに、記憶部１０４には、通信部１０３が受信した情報や、回転検出部２１が検出した駆動モータ１５の回転情報等が格納される。そして、記憶部１０４は、予め記憶されている制御プログラムや、他の処理部から受信した回転情報等を演算部１０１に出力する。

日時管理部１０５は、日時管理を行うためのプログラム部分であり、一般的なマイコンに搭載されているものであって良く、演算部１０１からの指令に基づいて日時情報を出力する。この日時管理部１０５は、電源がオフの状態であっても電力が供給されることにより、正確な日時情報を出力する。

演算部１０１には、駆動モータ１５、通信部１０３、記憶部１０４、日時管理部１０５等の各種装置を制御するプログラムが実装されている。そして、演算部１０１は、そのプログラムに基づいて薬液投与装置１の各種動作を制御する。また、演算部１０１は、回転検出部２１が検出した駆動モータ１５の回転情報等を受信する。演算部１０１は、受信した情報を記憶部１０４に格納する。

また、演算部１０１は、受信した回転情報に基づいて、駆動モータ１５に加わる負荷を検知する。演算部１０１は、回転情報に基づいて駆動モータ１５を駆動させる駆動信号を設定する。そして、演算部１０１は、設定した駆動信号に基づいて駆動モータ１５を駆動させる。

さらに、演算部１０１は、記憶部１０４に記憶された薬液の投与パターンを示す投与プロファイルに基づいて、駆動モータ１５を駆動させる。これにより、使用者には、所定の投与プロファイルに基づいた薬液が投与される。演算部１０１は、例えばここでの図示を省略したＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）を備えたものである。ＲＯＭ（Read Only Memory）は、記憶部１０４であってもよい。

１−３．駆動モータの駆動速度及びトルクと負荷との関係
次に、上述した構成を有する薬液投与装置１における駆動モータ１５の駆動速度及びトルクと負荷との関係について図５を参照して説明する。
図５は、駆動モータ１５の駆動速度及びトルクと負荷との関係を示す説明図である。

なお、駆動モータ１５に印加される電圧又は電流の値は一定である。そのため、図５に示すように、駆動モータ１５の駆動速度Ｖを上げると、トルクＭが小さくなり、駆動速度Ｖが下がると、トルクＭが大きくなる。

また、駆動モータ１５に加わる負荷が大きくなると、この負荷に合わせて駆動モータ１５のトルクＭを大きくする必要がある。そのため、駆動モータ１５に加わる負荷が大きくなると、トルクＭを大きくするために、駆動速度Ｖを下げる必要がある。

２．薬液投与装置の薬液投与準備動作例
次に、上述した構成を有する薬液投与装置１における薬液投与準備動作例について説明する。

２−１．薬液投与準備動作時に加わる負荷
まず、図６を参照して、薬液投与準備動作時に加わる負荷について説明する。
図６は、薬液投与準備の際に駆動モータに加わる負荷を示す説明図である。

薬液投与準備動作を行う前には、予め所定量の薬液が薬液貯蔵部１３に充填されている。このとき、図２に示すように、押し子操作部２２の連結ナット２２ｃは、押し子部材１８の連結部１８ｃから離反している。そのため、連結ナット２２ｃと連結部１８ｃの連結は、外されている。このとき、駆動モータ１５を駆動させて連結ナット２２ｃを移動させても、連結ナット２２ｃに加わる抗力（負荷）が小さいため、駆動モータ１５に加わる負荷も小さくなる。

また、薬液投与準備動作では、連結ナット２２ｃと連結部１８ｃを連結させる。そして、押し子部材１８を押し子操作部２２で操作し、ガスケット１８ａを薬液貯蔵部１３の筒孔１３ｃ内を摺動させて、薬液貯蔵部１３の筒孔１３ｃ、送液ポート１３ａや送液配管１９内に残留する空気を送液配管１９から排出させる。

また、図６の斜線矢印に示すように、ガスケット１８ａを、筒孔１３ｃ内で摺動させる際は、ガスケット１８ａは、作用・反作用の法則により薬液から押し出す向きと反対向きに抗力（負荷）を受ける。ガスケット１８ａに加わった負荷は、シャフト部１８ｂを介して押し子操作部２２の連結ナット２２ｃに伝わる。また、連結ナット２２ｃを連結部１８ｃに連結させる際、連結ナット２２ｃは、連結部１８ｃから移動方向と反対向きに負荷を受ける。

連結ナット２２ｃに抗力が伝わることで、連結ナット２２ｃと螺合する送りねじ軸２２ｂには、連結ナット２２ｃを介して、回転方向と反対向きの負荷を受ける。そして、送りねじ軸２２ｂに接続された操作歯車２３にも、回転方向と反対向きの負荷が加わる。その結果、伝達機構１４を介して駆動モータ１５に加わる負荷が大きくなり、駆動モータ１５に必要なトルクも大きくなる。

２−２．薬液投与準備動作
次に、図７〜図９を参照して本例の薬液投与装置１における薬液投与準備動作について説明する。
図７は、薬液投与準備動作を示すフローチャート、図８は、薬液投与動作での駆動モータの駆動速度とトルクを示す説明図、図９は、演算部が駆動モータに出力する駆動信号と回転検出部が検出した回転信号との関係を示す説明図である。

まず、図７に示すように、演算部１０１は、駆動モータ１５の駆動速度を設定する（ステップＳ１１）。薬液投与準備動作を開始する際は、連結ナット２２ｃが、連結部１８ｃから離反しているため、駆動モータ１５に加わる負荷は、小さい。そのため、図８に示すように、演算部１０１は、駆動モータ１５の駆動速度Ｖを、薬液投与動作時において最も速い第１速度Ｖ_１に設定する。このとき、駆動モータ１５のトルクＭは、第１トルクＭ_１となる。

そして、演算部１０１は、ステップＳ１１の処理で設定した駆動速度（第１速度Ｖ_１）に対応する駆動信号（モータ駆動パルス）を駆動モータ１５に出力し、駆動モータ１５を駆動させる（ステップＳ１２）。このとき、駆動モータ１５に演算部１０１から出力される駆動信号は、図９に示すように、Ｔ１秒で駆動軸１５ａが１回転する信号である。

これにより、駆動モータ１５が駆動し、その駆動力が伝達機構１４を介して押し子操作部２２に伝達される。その結果、連結ナット２２ｃが送りねじ軸２２ｂの軸方向に沿って移動し、連結部１８ｃに接近する。また、駆動モータ１５の駆動軸１５ａが回転することにより、回転検出部２１の回転体２６も回転する。

次に、演算部１０１は、通信部１０３を介して使用者から停止命令が入力されたか否かを判断する（ステップＳ１３）。ここで、送液配管１９から薬液が排出された場合、薬液貯蔵部１３の筒孔１３ｃ、送液ポート１３ａ及び送液配管１９に残留する空気が全て排出される。そのため、使用者は、送液配管１９から薬液が排出されると、通信部１０３を介して停止命令を入力し、薬液投与準備動作を停止させる。

ステップＳ１３の処理において、停止命令が入力されていないと判断した場合（ステップＳ１３のＮＯ判定）、演算部１０１は、回転検出部２１からの回転信号に基づいて、負荷を検知したか否かを判断する（ステップＳ１４）。

ここで、駆動モータ１５が正常に回転している場合、図９に示すように、演算部１０１が出力した駆動信号の１パルス（Ｔ１秒）において回転検出部２１が検出する回転信号（回転検出部パルス）は、「明」と「暗」が６回繰り返された信号となる。

また、連結ナット２２ｃが連結部１８ｃに連結されたり、ガスケット１８ａの摺動抵抗が大きくなったりすることで、駆動モータ１５に加わる負荷が大きくなると、駆動モータ１５が正常に回転しなくなる。そのため、演算部１０１が出力した駆動信号の１パルス（Ｔ１秒）において回転検出部２１が検出する回転信号（回転検出部パルス）の「明」と「暗」の繰り返しのパターンが変化する（図９に示す例では、「明」が２回、「暗」が４回）。そして、演算部１０１は、「明」と「暗」の繰り返しのパターンが変化した回転信号を受信した際に、負荷を検知したと判断する。

ステップＳ１４の処理において、負荷を検知していないと判断した場合（ステップＳ１４のＮＯ判定）、演算部１０１は、ステップＳ１２の処理に戻り、駆動速度Ｖを変化させずに駆動モータ１５を駆動させる。

また、ステップＳ１４の処理において、負荷を検知したと判断した場合（ステップＳ１４のＹＥＳ判定）、演算部１０１は、ステップＳ１１の処理に戻り、再び駆動速度Ｖを設定する。再び駆動速度Ｖを設定する際、演算部１０１は、第１速度Ｖ_１よりも遅い第２速度Ｖ_２に設定する。このとき、駆動モータ１５のトルクＭは、第１トルクＭ１よりも大きい第２トルクＭ_２となる。

そして、演算部１０１は、ステップＳ１１の処理で設定した駆動速度（第２速度Ｖ_２）に対応する駆動信号を駆動モータ１５に出力し、駆動モータ１５を駆動させる（ステップＳ１２）。このとき、駆動モータ１５に演算部１０１から出力される駆動信号は、図９に示すように、Ｔ１秒よりも長いＴ２秒で駆動軸１５ａが１回転する信号である。なお、駆動モータ１５に印加する電圧値又は電流値は、第１速度Ｖ_１と同じ値である。

また、第２速度Ｖ_２で駆動モータ１５を駆動している間に、演算部１０１が回転信号に基づいて負荷を検知した場合、図８に示すように、駆動モータ１５の駆動速度Ｖを、第２速度Ｖ_２よりも遅い第３速度Ｖ_３に設定する。そして、駆動モータ１５のトルクＭは、第２トルクＭ_２よりも大きい第３トルクＭ_３になる。

さらに、第３速度Ｖ_３で駆動モータ１５を駆動している間に、演算部１０１が回転信号に基づいて負荷を検知した場合、図８に示すように、駆動モータ１５の駆動速度Ｖを、第３速度Ｖ_３よりも遅い第４速度Ｖ_４に設定する。そして、駆動モータ１５のトルクＭは、第３トルクＭ_３よりも大きい第４トルクＭ_４になる。このように、本例の薬液投与装置１は、駆動モータ１５に加わる負荷に応じて駆動速度Ｖを段階的に変化させている。

なお、駆動モータ１５の駆動速度Ｖの変化は、４段階に限定されるものではなく、薬液投与準備動作の間に、駆動モータ１５に加わる負荷に応じて変化されるものである。そのため、駆動モータ１５の駆動速度Ｖは、駆動モータ１５に加わる負荷によって、３段階以下に変化する場合もあれば、５段階以上に変化する場合もある。

ステップＳ１３の処理において使用者から停止命令が入力されるまで上述した処理を繰り返す。そして、ステップＳ１３の処理において停止命令が入力されたと判断した場合（ステップＳ１３のＹＥＳ判定）、演算部１０１は、駆動モータ１５の駆動を停止させる（ステップＳ１５）。これにより、本例の薬液投与装置１における薬液投与準備動作が完了する。

本例の薬液投与装置１によれば、回転検出部２１が検出した回転信号に基づいて駆動モータ１５の駆動速度を設定している。これにより、駆動モータ１５に加わる負荷が比較的小さく、薬液投与準備動作を開始する初期の駆動モータ１５の駆動速度Ｖを速くすることができる。その結果、薬液投与準備にかかる時間を短縮することができる。そして、負荷を検知した際に、駆動速度Ｖを段階的に下げることで、負荷に対応したトルクを駆動モータ１５に発生させることができる。これにより、加わる負荷により使用者の意図に反して駆動モータ１５が止まることを防ぐことができる。

以上、本発明の実施の形態例について、その作用効果も含めて説明した。しかしながら、本発明の薬液投与装置は、上述の実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。

上述した実施の形態例では、薬液投与装置としてインスリンを投与するインスリンポンプを適用した例を説明したが、これに限定されるものではない。投与する薬液としては、鎮痛薬、抗癌治療薬、ＨＩＶ薬、鉄キレート薬、肺高血圧症治療薬等のその他各種の薬液を用いてもよい。

また、上述した実施の形態例では、駆動モータ１５に印加する電圧値又は電流値を一定にし、駆動速度Ｖを遅くすることで、駆動モータ１５に生じるトルクＭを大きくした例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、昇圧回路を駆動モータに設け、駆動モータに印加する電圧値又は電流値を可変させてもよい。これにより、駆動モータの駆動速度Ｖを一定に保った状態で、駆動モータに印加する電圧値又は電流値を上昇させることで、駆動モータに生じるトルクＭを大きくすることができる。その結果、薬液投与準備にかかる時間をさらに短縮することができる。

１…薬液投与装置、２…薬液投与部、３…クレードル装置、５…装着部、６…接続ポート、６ａ…カニューレ、１１…筐体、１１ｃ…第１軸受け部、１１ｄ…第２軸受け部、１２…蓋体、１３…薬液貯蔵部、１４…伝達機構、１５…駆動モータ（駆動部）、１５ａ…駆動軸、１６…報知部、１７…電源部、１８…押し子部材、１８ａ…ガスケット、１８ｂ…シャフト部、１８ｃ…連結部、１９…送液配管、２１…回転検出部、２２…押し子操作部、２２ｂ…送りねじ軸、２２ｃ…連結ナット、２３…操作歯車、２５…検出センサ、２５ａ…発光部、２５ｂ…受光部、２６…回転体、２６ａ…回転体本体部、２６ｂ…遮蔽板、２６ｃ…スリット、１０１…演算部（制御部）、１０４…記憶部、Ｍ…トルク、Ｖ…駆動速度、Ｖ_１…第１速度、Ｖ_２…第２速度、Ｖ_３…第３速度、Ｖ_４…第４速度

Claims

薬液が充填された薬液貯蔵部と、
前記薬液貯蔵部に充填された前記薬液を押し出す押し子部材と、
前記押し子部材の移動を操作する押し子操作部と、
前記押し子操作部に駆動力を与える駆動部と、
前記駆動部の回転を検出する回転検出部と、
前記駆動部の駆動を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記回転検出部が検出した前記駆動部の回転信号に基づいて前記駆動部に加わる負荷を検知し、前記駆動部により生じるトルクを変化させる
薬液投与装置。
前記駆動部には、一定の電圧値又は電流値が印加され、
前記制御部は、前記駆動部の駆動速度を変化させることで前記トルクを変化させる
請求項１に記載の薬液投与装置。
前記制御部は、負荷を検知する毎に、前記駆動部の駆動速度を段階的に遅くする
請求項２に記載の薬液投与装置。
前記回転検出部は、
前記駆動部の駆動軸に固定された回転体と、
前記回転体の回転を検出する検出センサと、を有し、
前記検出センサは、
光を出射する発光部と、
前記発光部から出射された光を受光する受光部と、を有し、
前記回転体は、
回転方向に沿って間隔を空けて配置され、前記受光部から出射された光を遮蔽可能な複数の遮蔽板を有する
請求項１に記載の薬液投与装置。
前記押し子操作部は、
前記駆動部により回転し、軸方向が前記押し子部材の移動方向と平行に配置される送りねじ軸と、
前記送りねじ軸に螺合され、前記押し子部材に連結する連結ナットと、を有する
請求項１に記載の薬液投与装置。