WO2015025850A1 - 直動装置 - Google Patents

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WO2015025850A1
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screw shaft
gear
electric motor
reduction mechanism
planetary gear
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浩行 木村
昌暢 岩佐
平山　壽和
和也 岸本
Original Assignee
株式会社アイカムス・ラボ
ニプロ株式会社
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    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms
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    • A61M5/142—Pressure infusion, e.g. using pumps
    • A61M5/145—Pressure infusion, e.g. using pumps using pressurised reservoirs, e.g. pressurised by means of pistons
    • A61M5/1452—Pressure infusion, e.g. using pumps using pressurised reservoirs, e.g. pressurised by means of pistons pressurised by means of pistons
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    • A61M5/16831—Monitoring, detecting, signalling or eliminating infusion flow anomalies
    • A61M5/1684—Monitoring, detecting, signalling or eliminating infusion flow anomalies by detecting the amount of infusate remaining, e.g. signalling end of infusion
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    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/33—Controlling, regulating or measuring
    • A61M2205/3306—Optical measuring means
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    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/33—Controlling, regulating or measuring
    • A61M2205/3365—Rotational speed

Definitions

  • the present invention relates to a linear motion device, and in particular, a screw shaft is rotatably disposed inside the device body, and an electric motor and a battery are disposed in parallel with the screw shaft.
  • the present invention relates to an improvement of a linear motion device in which an electric motor is driven using a power source, and a screw shaft is rotated by the electric motor, whereby a slide member screwed to the screw shaft is moved along the axis of the screw shaft.
  • a linear motion device using an electric motor as a drive source is usually applied.
  • the rotation of the electric motor is converted into the linear movement of the plunger, and the piston of the cartridge is pushed and moved through the plunger, so that the liquid medicine sealed in the cartridge can be discharged from the injection needle at the tip. become able to.
  • a mechanism for converting the rotation of the electric motor into the linear movement of the plunger for example, a screw shaft rotated by the electric motor and a slide member screwed to the screw shaft in a state where relative rotation with the screw shaft is restricted are included.
  • the slide member is provided with a plunger.
  • an electric motor having a built-in reduction mechanism on the same axis is used.
  • the electric syringe as described above is configured as short as possible along the longitudinal direction in consideration of operability. That is, when the dimension along the longitudinal direction is large, the position of the center of gravity tends to be set at a position away from the tip of the injection needle, and positioning of the tip of the injection needle becomes difficult, which may affect operability. . In particular, in an electric syringe configured to be gripped and used like a writing instrument, the above-described problem becomes more remarkable.
  • the electric motor and the battery are arranged coaxially, and the electric motor, the battery, and the screw shaft are arranged in parallel.
  • the size along the longitudinal direction is shortened. That is, in the conventional linear motion device, the electric motor and the battery are arranged within the range of the dimension along the longitudinal direction of the screw shaft, and the dimension along the longitudinal direction can be shortened.
  • an object of the present invention is to provide a linear motion device capable of mounting a larger battery without causing a situation in which the dimension along the longitudinal direction is remarkably increased.
  • a linear motion device has a screw shaft rotatably disposed inside the device main body, and an electric motor and a battery arranged in parallel with the screw shaft.
  • the slide motor engaged with the screw shaft is moved along the axis of the screw shaft by driving the electric motor using the battery as a power source and rotating the screw shaft by the electric motor.
  • a reduction mechanism composed of a planetary gear mechanism is formed around the axial center of the screw shaft in the base end extension region of the screw shaft, and an output element of the reduction mechanism is used as an end portion of the screw shaft.
  • a power transmission mechanism is interposed between the input element of the speed reduction mechanism and the drive shaft of the electric motor.
  • the speed reduction mechanism includes two sets of planetary gear mechanisms connected in series, and the planetary gear mechanism in the previous stage constituting the speed reduction mechanism is rotated by the power transmission mechanism. And a planetary gear that meshes with the sun gear and the outer gear, and the planetary carrier that supports the planetary gear serves as an output, and the speed reduction mechanism
  • the planetary gear mechanism at the rear stage constituting the planetary carrier mechanism includes a sun gear provided on the planetary carrier at the front stage, an outer gear fixed to the apparatus main body, and a planetary gear that meshes with the sun gear and the outer gear, and supports the planetary gear.
  • the end portion of the screw shaft has-fitted to Ranetarikyariya.
  • the electric motor and the speed reduction mechanism are juxtaposed with each other, and the output element of the speed reduction mechanism is fitted to the end of the screw shaft. It is possible to secure a larger space on the same axis of the electric motor while suppressing the dimension along the longitudinal direction of the mechanism, and a larger battery without causing a situation where the dimension along the longitudinal direction is remarkably increased. Can be installed.
  • FIG. 1 is a view showing an appearance of a linear motion device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an II view in FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
  • FIG. 5 is an enlarged view of a main part of FIG.
  • FIG. 6 is a diagram showing a state in which the plunger of the linear motion device shown in FIG. 1 is protruded.
  • 7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG.
  • FIGS. 1 to 5 show a linear motion device according to an embodiment of the present invention.
  • the linear motion device illustrated here is not explicitly shown in the figure, but is applied as a driving device for an electric syringe that discharges the liquid medicine from the tip of the injection needle by pushing and moving the piston of the cartridge in which the liquid medicine is sealed.
  • a screw shaft 10 is provided in the apparatus main body 1.
  • the screw shaft 10 includes a base portion 11 having a columnar shape with a thread groove provided on the outer peripheral surface, and a support shaft portion 12 provided at a base end portion of the base portion 11. By interposing a thrust bearing 13 therebetween, the apparatus main body 1 is supported so as to be rotatable about its own axis.
  • the screw shaft 10 is provided with a slide member 14 and a plunger 15.
  • the slide member 14 is screwed into the base 11 of the screw shaft 10 through a screw groove provided on the inner peripheral surface.
  • the slide member 14 is accommodated in a guide hole 2 provided in the outer peripheral portion of the screw shaft 10 in the apparatus main body 1 in a state in which relative rotation with the screw shaft 10 is restricted. It is possible to move the inside of the guide hole 2 along the axial direction of the screw shaft 10 when it is rotated.
  • the plunger 15 has a cylindrical shape in which the base end portion is open and the tip end portion is closed, and the inner diameter of the center hole 15a is formed to a size that allows the base portion 11 of the screw shaft 10 to be slidably inserted. It is.
  • the plunger 15 has a proximal end fixed to the slide member 14 with the screw shaft 10 inserted into the center hole 15a, and a distal end exposed to the outside through the plunger opening 3 provided in the apparatus main body 1. Thus, when the slide member 14 moves, it can move with respect to the screw shaft 10.
  • a guide collar 4 that guides the movement of the plunger 15 is mounted between the plunger opening 3 provided in the apparatus main body 1 and the plunger 15.
  • a seal member 5 that is slidably contacted with the outer peripheral surface of the plunger 15 is disposed on the inner peripheral surface of the guide collar 4.
  • Reference numeral 7 in the figure is a photosensor for detecting the position of the slide member 14 via a detection pin 14 a provided on the slide member 14.
  • the electric motor 20 and the battery 30 are disposed in a portion of the apparatus main body 1 that is on the side of the screw shaft 10.
  • the electric motor 20 is configured such that a drive shaft 22 protrudes from a central portion of one end surface of a motor body 21 having a columnar shape.
  • a screw groove 21 a provided on the outer peripheral surface of one end of the motor main body 21 is screwed into the screw hole 6 of the apparatus main body 1 with the front end of the drive shaft 22 facing the base end side of the screw shaft 10.
  • the drive shaft 22 is attached to the apparatus main body 1 in a state where the shaft center is parallel to the shaft center of the screw shaft 10.
  • a drive gear (power transmission mechanism) 23 is attached to the drive shaft 22 of the electric motor 20.
  • the drive gear 23 is a small-diameter spur gear and meshes with a large-diameter intermediate gear portion 41 of a two-stage intermediate gear (power transmission mechanism) 40.
  • the two-stage intermediate gear 40 is rotatably arranged on the apparatus main body 1 via an intermediate shaft 43 provided between the drive shaft 22 and the screw shaft 10 of the electric motor 20. Are engaged with the large-diameter input gear portion 51 of the two-stage input gear (power transmission mechanism) 50.
  • the two-stage input gear 50 is rotatably arranged in a manner in which the screw shaft 10 and the shaft center coincide with each other on the extension of the base end portion of the screw shaft 10 in the apparatus main body 1.
  • the battery 30 serves as a power source for driving the electric motor 20, and is arranged in parallel with the electric motor 20 along the axial direction of the screw shaft 10.
  • Reference numeral 8 in the figure is a photosensor that detects the rotation of the two-stage input gear 50 via a lattice disk 55 provided on the two-stage input gear 50.
  • a speed reduction mechanism 100 is provided in a portion of the apparatus main body 1 that is on the side of the electric motor 20 and that is on the extension of the base end portion of the screw shaft 10.
  • the speed reduction mechanism 100 is for transmitting the rotation of the drive shaft 22 by driving the electric motor 20 to the screw shaft 10 in a decelerated state.
  • the speed reduction mechanism 100 is configured by connecting two sets of planetary gear mechanisms 110 and 120 in series.
  • Each of the planetary gear mechanisms 110 and 120 includes sun gears 111 and 121, a plurality of planetary gears 112 and 122, and outer gears 113 and 123.
  • the sun gears 111 and 121 are small-diameter gears positioned at the center of the planetary gear mechanisms 110 and 120, and a plurality of planetary gears 112 and 122 mesh with teeth provided on the outer periphery thereof.
  • the planetary gears 112 and 122 are supported by the planetary carriers 114 and 124, can be rotated (rotated) around the respective axis centers, and can revolve around the axis centers of the sun gears 111 and 121.
  • the outer gears 113 and 123 form an annular shape having teeth on the inner peripheral surface, and mesh with the planetary gears 112 and 122 via the teeth on the inner peripheral surface.
  • the stage before the rotation of the electric motor 20 is input.
  • the planetary gear mechanism 110 and its components 111, 112, 113, and 114 are given the term “front stage” at the beginning of their names, while the planetary gear mechanism 120 at the rear stage that outputs rotation to the screw shaft 10.
  • the term “subsequent stage” is given to each name for the constituent elements 121, 122, 123, and 124.
  • the front-stage sun gear 111 of the front-stage planetary gear mechanism 110 that is an input element of the speed reduction mechanism 100 is provided integrally with the two-stage input gear 50 in a state where the rotation axis coincides with the axis of the screw shaft 10.
  • the front-stage sun gear 111 is configured to have a smaller diameter than the large-diameter input gear portion 51 and meshes with the plurality of front-stage planetary gears 112.
  • the front outer gear 113 is fixed to the apparatus main body 1 at a position where it engages with the plurality of front planetary gears 112.
  • the front planetary carrier 114 serving as an output element of the front planetary gear mechanism 110 has a carrier shaft portion 114a at a position serving as an axis, and is disposed so as to be rotatable with respect to the apparatus main body 1.
  • a rear sun gear 121 of the rear planetary gear mechanism 120 is provided on the carrier shaft portion 114 a of the front planetary carrier 114.
  • the rear stage outer gear 123 is fixed to the apparatus main body 1 at a position where the rear stage outer gear 123 meshes with the plurality of rear stage planetary gears 122, similarly to the front stage outer gear 113.
  • the rear planetary carrier 124 of the rear planetary gear mechanism 120 serving as an output element of the speed reduction mechanism 100 has a fitting receiving portion 124 a having a cylindrical shape larger in diameter than the support shaft portion 12 of the screw shaft 10.
  • a fitting hole 124b is formed in the fitting receiving portion 124a, and the support shaft portion 12 of the screw shaft 10 is fitted into the fitting hole 124b.
  • the apparatus main body 1 On the other hand, when the plunger 15 moves forward, the piston of the cartridge pushes in and moves, and the liquid medicine sealed inside can be discharged from the tip of the injection needle.
  • the electric motor 20 is arranged in parallel with the screw shaft 10, the electric motor 20 is arranged within a range of dimensions along the longitudinal direction of the screw shaft 10. Therefore, the dimension along the longitudinal direction can be shortened as compared with the case where the electric motor 20 is disposed on the extension of the screw shaft 10. Further, since the speed reduction mechanism 100 including the front stage planetary gear mechanism 110 and the rear stage planetary gear mechanism 120 and the electric motor 20 are arranged in parallel with each other, the electric motor 20 is coaxial with the speed reduction mechanism 100. A large space can be secured.
  • the linear motion device suitable for the electric syringe that discharges the drug solution sealed in the cartridge by moving the plunger 15 forward is illustrated, but the present invention is not limited to this.
  • the present invention can also be applied as a linear motion device for an electric pipette in which a reagent or a chemical solution is sucked by retreating the plunger 15 from a protruding state.
  • the rotation of the electric motor 20 is decelerated between the drive shaft 22 of the electric motor 20 and the two-stage input gear 50. It is not necessary to decelerate the rotation, and other power transmission mechanisms may be used as long as they can simply transmit power.
  • the speed reduction mechanism 100 including the two sets of planetary gear mechanisms 110 and 120 connected in series is illustrated, but the present invention is not necessarily limited to one composed of two sets of planetary gear mechanisms.
  • each of the front planetary gear mechanism 110 and the rear planetary gear mechanism 120 is configured such that the planetary carriers 114 and 124 are output elements, but may be configured such that the outer gear is an output element.

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Abstract

　長手方向に沿った寸法が著しく増大する事態を招来することなく、より大型のバッテリを搭載するため、装置本体１の内部にネジ軸１０を回転可能に配設するとともに、ネジ軸１０に並設する態様で電動モータ２０及びバッテリ３０を配設して成り、バッテリ３０を電源として電動モータ２０を駆動し、電動モータ２０によってネジ軸１０を回転させることにより、ネジ軸１０に螺合するスライド部材１４をネジ軸１０の軸心に沿って移動させるようにした直動装置において、ネジ軸１０の基端部延長域にネジ軸１０の軸心を中心として遊星歯車機構１１０，１２０から成る減速機構１００を構成し、かつ減速機構１００の後段プラネタリキャリヤ１２４をネジ軸１０の端部に嵌合させるとともに、減速機構１００の前段サンギヤ１１１と電動モータ２０の駆動軸２２との間に駆動ギヤ２３、２段中間ギヤ４０及び２段入力ギヤ５０を介在させた。

Description

直動装置
　本発明は、直動装置に関するもので、特に、装置本体の内部にネジ軸を回転可能に配設するとともに、このネジ軸に並設する態様で電動モータ及びバッテリを配設して成り、バッテリを電源として電動モータを駆動し、電動モータによってネジ軸を回転させることにより、ネジ軸に螺合するスライド部材をネジ軸の軸心に沿って移動させるようにした直動装置の改良に関する。
　薬液を封入したカートリッジのピストンを押込移動させて注射針から吐出させるようにした電動注射器では、通常、電動モータを駆動源とした直動装置が適用されている。この種の電動注射器では、電動モータの回転をプランジャの直進運動に変換し、プランジャを介してカートリッジのピストンを押し込み移動させることにより、カートリッジに封入された薬液を先端の注射針から吐出させることができるようになる。電動モータの回転をプランジャの直進運動に変換する機構としては、例えば電動モータによって回転されるネジ軸と、ネジ軸との相対回転が規制された状態でネジ軸に螺合されたスライド部材とを備え、スライド部材にプランジャを設けるようにしたものが適用されている。また電動機としては、同軸上に減速機構が内蔵されたものを用いるのが一般的である。
　上記のような電動注射器においては、スイッチを操作して電動モータを駆動すれば、ネジ軸の回転によりスライド部材を介してプランジャが一定の速度で移動することになるため、注射針から一定量の薬液が吐出されることになり、使い勝手が著しく向上する（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１１－１５６００５号公報
　上記のような電動注射器としては、操作性を考慮すると、長手方向に沿った寸法ができるだけ短く構成されていることが好ましい。すなわち、長手方向に沿った寸法が大きい場合には、重心位置が注射針先端から離れた位置に設定される傾向となり、注射針先端の位置決めが難しくなる等、操作性に影響を与える恐れがある。特に、筆記具のように把持して使用するように構成された電動注射器にあっては、上述の問題が一層顕著となる。
　このため、特許文献１に記載された従来の電動注射器に適用される直動装置では、電動モータ及びバッテリを同軸上に配置するとともに、これら電動モータ及びバッテリとネジ軸とが並設するように装置本体の内部に配設することにより、長手方向に沿った寸法を短縮化するように構成されている。すなわち、従来の直動装置では、ネジ軸の長手方向に沿った寸法の範囲内に電動モータ及びバッテリが配置され、長手方向に沿った寸法を短縮化することができるようになる。
　しかしながら、こうした直動装置では、搭載できるバッテリの寸法に大きな制限が加えられることになり、例えば電動モータの駆動時間に影響を及ぼす恐れがある。もちろん、ネジ軸の同軸上に電動モータを配置すれば、バッテリの搭載するためのスペースを十分に確保することができるが、直動装置の長手方向に沿った寸法が著しく増大する事態を招来する。
　本発明は、上記実情に鑑みて、長手方向に沿った寸法が著しく増大する事態を招来することなく、より大型のバッテリを搭載することのできる直動装置を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明に係る直動装置は、装置本体の内部にネジ軸を回転可能に配設するとともに、このネジ軸に並設する態様で電動モータ及びバッテリを配設して成り、前記バッテリを電源として前記電動モータを駆動し、前記電動モータによって前記ネジ軸を回転させることにより、前記ネジ軸に螺合するスライド部材を前記ネジ軸の軸心に沿って移動させるようにした直動装置において、前記ネジ軸の基端部延長域に前記ネジ軸の軸心を中心として遊星歯車機構から成る減速機構を構成し、かつ前記減速機構の出力要素を前記ネジ軸の端部に嵌合させるとともに、前記減速機構の入力要素と前記電動モータの駆動軸との間に動力伝達機構を介在させたことを特徴とする。
　また、本発明は、上述した直動装置において、前記減速機構は、直列に接続した２組の遊星歯車機構を備え、前記減速機構を構成する前段の遊星歯車機構は、前記動力伝達機構によって回転されるサンギヤと、前記装置本体に固定したアウタギヤと、これらサンギヤ及びアウタギヤに歯合するプラネタリギヤとを有し、前記プラネタリギヤを支持するプラネタリキャリヤが出力となるように構成したものであり、前記減速機構を構成する後段の遊星歯車機構は、前段のプラネタリキャリヤに設けたサンギヤと、前記装置本体に固定したアウタギヤと、これらサンギヤ及びアウタギヤに歯合するプラネタリギヤとを有し、前記プラネタリギヤを支持するプラネタリキャリヤが出力となるように構成したものであり、前記後段の遊星歯車機構のプラネタリキャリヤに前記ネジ軸の端部を嵌合させたことを特徴とする。
　本発明によれば、電動モータと減速機構とを互いに並設し、しかも減速機構の出力要素をネジ軸の端部に嵌合させるようにしているため、ネジ軸の同軸上に配置される減速機構の長手方向に沿った寸法を抑えた上で、電動モータの同軸上により大きなスペースを確保することができ、長手方向に沿った寸法が著しく増大する事態を招来することなく、より大型のバッテリを搭載することが可能となる。
図１は、本発明の実施の形態である直動装置の外観を示す図である。 図２は、図１における矢視ＩＩ図である。 図３は、図１におけるＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図である。 図４は、図２におけるＩＶ－ＩＶ線断面図である。 図５は、図４の要部を拡大した図である。 図６は、図１に示した直動装置のプランジャを突出させた状態の図である。 図７は、図６におけるＶＩＩ－ＶＩＩ線断面図である。
　以下に添付図面を参照して、本発明に係る直動装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。
　図１～図５は、本発明の実施の形態である直動装置を示したものである。ここで例示する直動装置は、図には明示していないが、薬液が封入されたカートリッジのピストンを押し込み移動させることによって薬液を注射針の先端から吐出させる電動注射器の駆動装置として適用されるもので、装置本体１の内部にネジ軸１０を備えている。
　ネジ軸１０は、外周面にネジ溝が設けられた円柱状を成す基部１１と、基部１１の基端部に設けた支持軸部１２とを有したもので、支持軸部１２と装置本体１との間にスラストベアリング１３を介在させることにより、装置本体１に対して自身の軸心回りに回転可能に支持してある。
　ネジ軸１０には、スライド部材１４及びプランジャ１５が設けてある。スライド部材１４は、内周面に設けたネジ溝を介してネジ軸１０の基部１１に螺合したものである。このスライド部材１４は、装置本体１においてネジ軸１０の外周部に設けたガイド孔２の内部にネジ軸１０との相対回転が規制された状態で収容してあり、ネジ軸１０が軸心回りに回転した場合にネジ軸１０の軸心方向に沿ってガイド孔２の内部を移動することが可能である。プランジャ１５は、基端部が開口する一方、先端部が閉塞した円筒状を成すもので、中心孔１５ａの内径がネジ軸１０の基部１１を摺動可能に挿入することのできる寸法に形成してある。このプランジャ１５は、中心孔１５ａにネジ軸１０を挿入した状態で基端部がスライド部材１４に固定してあり、かつ先端部が装置本体１に設けたプランジャ開口３を介して外部に露出しており、スライド部材１４が移動した場合にネジ軸１０に対して移動することが可能である。装置本体１に設けたプランジャ開口３とプランジャ１５との間には、プランジャ１５の移動を案内するガイドカラー４が装着してある。ガイドカラー４の内周面には、プランジャ１５の外周面に摺接されるシール部材５が配設してある。尚、図中の符号７は、スライド部材１４に設けた検出ピン１４ａを介してスライド部材１４の位置を検出するためのフォトセンサである。
　装置本体１においてネジ軸１０の側方となる部位には、電動モータ２０及びバッテリ３０が配設してある。電動モータ２０は、円柱状を成すモータ本体２１の一端面中心部から駆動軸２２が突出するように構成したものである。この電動モータ２０は、駆動軸２２の先端がネジ軸１０の基端側に向いた状態でモータ本体２１の一端部外周面に設けたネジ溝２１ａを装置本体１のネジ孔６に螺合させることにより、駆動軸２２の軸心がネジ軸１０の軸心と平行となる状態で装置本体１に取り付けてある。電動モータ２０の駆動軸２２には、駆動ギヤ（動力伝達機構）２３が取り付けてある。駆動ギヤ２３は、小径の平歯車であり、２段中間ギヤ（動力伝達機構）４０の大径中間ギヤ部４１に歯合している。２段中間ギヤ４０は、電動モータ２０の駆動軸２２とネジ軸１０との間に設けた中間軸４３を介して装置本体１に回転可能に配設したもので、小径中間ギヤ部４２を介して２段入力ギヤ（動力伝達機構）５０の大径入力ギヤ部５１に歯合している。２段入力ギヤ５０は、装置本体１においてネジ軸１０の基端部延長上となる部位にネジ軸１０と軸心を合致させる態様で回転可能に配設したものである。バッテリ３０は、電動モータ２０を駆動するための電源となるもので、ネジ軸１０の軸心方向に沿って電動モータ２０に並設してある。尚、図中の符号８は、２段入力ギヤ５０に設けた格子円板５５を介して２段入力ギヤ５０の回転を検出するフォトセンサである。
　一方、装置本体１において電動モータ２０の側方となり、かつネジ軸１０の基端部延長上となる部位には、減速機構１００が設けてある。減速機構１００は、電動モータ２０の駆動による駆動軸２２の回転を減速した状態でネジ軸１０に伝達するためのものである。本実施の形態では、２組の遊星歯車機構１１０，１２０を直列に接続することによって減速機構１００を構成した。それぞれの遊星歯車機構１１０，１２０は、サンギヤ１１１，１２１、複数のプラネタリギヤ１１２，１２２、アウタギヤ１１３，１２３を備えている。サンギヤ１１１，１２１は、遊星歯車機構１１０，１２０の中心部に位置した小径の歯車であり、その外周に設けた歯に複数のプラネタリギヤ１１２，１２２が歯合している。プラネタリギヤ１１２，１２２は、プラネタリキャリヤ１１４，１２４に支持させてあり、個々の軸心回りに回転（自転）可能、かつサンギヤ１１１，１２１の軸心を中心として公転することが可能である。アウタギヤ１１３，１２３は、内周面に歯を有した円環状を成すもので、内周面の歯を介してプラネタリギヤ１１２，１２２に歯合している。尚、以下において２組の遊星歯車機構１１０，１２０及び個々の構成要素１１１，１１２，１１３，１１４、１２１，１２２，１２３，１２４を区別する場合には、電動モータ２０の回転が入力される前段の遊星歯車機構１１０及びその構成要素１１１，１１２，１１３，１１４に対してそれぞれの名称の先頭に「前段」という用語を付与し、一方、ネジ軸１０に回転を出力する後段の遊星歯車機構１２０及びその構成要素１２１，１２２，１２３，１２４に対してそれぞれの名称に「後段」という用語を付与することとする。
　減速機構１００の入力要素となる前段遊星歯車機構１１０の前段サンギヤ１１１は、回転軸心がネジ軸１０の軸心と一致する状態で２段入力ギヤ５０に一体に設けてある。前段サンギヤ１１１は、大径入力ギヤ部５１よりも小径に構成してあり、複数の前段プラネタリギヤ１１２に歯合している。前段アウタギヤ１１３は、複数の前段プラネタリギヤ１１２に歯合する位置において装置本体１に固定してある。前段遊星歯車機構１１０の出力要素となる前段プラネタリキャリヤ１１４は、軸心となる位置にキャリヤ軸部１１４ａを有し、装置本体１に対して回転可能に配設してある。
　前段プラネタリキャリヤ１１４のキャリヤ軸部１１４ａには、後段遊星歯車機構１２０の後段サンギヤ１２１が設けてある。後段アウタギヤ１２３は、前段アウタギヤ１１３と同様、複数の後段プラネタリギヤ１２２に歯合する位置において装置本体１に固定してある。減速機構１００の出力要素となる後段遊星歯車機構１２０の後段プラネタリキャリヤ１２４は、ネジ軸１０の支持軸部１２よりも大径の円柱状を成す嵌合受部１２４ａを有したものである。この嵌合受部１２４ａには、嵌合孔１２４ｂが形成してあり、嵌合孔１２４ｂにネジ軸１０の支持軸部１２が嵌合してある。
　上記のように構成した直動装置では、電動モータ２０を駆動すると、駆動軸２２の回転が駆動ギヤ２３及び２段中間ギヤ４０を介して２段入力ギヤ５０に入力される。２段入力ギヤ５０が回転すると、前段遊星歯車機構１１０及び後段遊星歯車機構１２０を介してネジ軸１０が回転駆動され、ネジ軸１０に対してスライド部材１４が移動することになり、図６及び図７に示すように、プランジャ１５が装置本体１に対して進出移動される。従って、図には示していないが、薬液が封入されたカートリッジをプランジャ１５の先端部に位置するように装置本体１に装着し、この状態から電動モータ２０を駆動させれば、装置本体１に対してプランジャ１５が進出移動することでカートリッジのピストンが押し込み移動し、内部に封入された薬液を注射針の先端から吐出させることができるようになる。
　ここで、この直動装置では、ネジ軸１０に対して電動モータ２０が並設するように構成してあるため、電動モータ２０がネジ軸１０の長手方向に沿った寸法の範囲内に配置されることになり、ネジ軸１０の延長上に電動モータ２０を配設したものに比べて長手方向に沿った寸法の短縮化を図ることができる。さらに、前段遊星歯車機構１１０及び後段遊星歯車機構１２０から成る減速機構１００と電動モータ２０とを互いに並設するように構成しているため、電動モータ２０の同軸上には減速機構１００の分だけ大きなスペースを確保することができるようになる。しかも、減速機構１００の出力要素となる後段プラネタリキャリヤ１２４に対してネジ軸１０の端部を嵌合させるようにしているため、別途カップリング等の連結部品を配設する必要がなく、ネジ軸１０の同軸上に配置される減速機構１００の長手方向に沿った寸法についても短縮化を図ることが可能となる。
　これらの結果、例えば、この直動装置を適用してペン型の電動注射器を構成すれば、長手方向に沿った寸法が著しく増大する事態を招来することなく、より大型のバッテリ３０を搭載することが可能となり、操作性の向上及び駆動時間の増大を具現化することができる。
　尚、上述した実施の形態では、プランジャ１５を進出移動させることによってカートリッジに封入された薬液を吐出する電動注射器に好適な直動装置を例示しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、プランジャ１５を突出した状態から退行移動させることにより試薬や薬液を吸引するようにした電動ピペットの直動装置としても適用することが可能である。
　また、上述した実施の形態では、電動モータ２０の駆動軸２２から２段入力ギヤ５０までの間において電動モータ２０の回転を減速するように構成しているが、必ずしもこの部分において電動モータ２０の回転を減速する必要はなく、単に動力を伝達できればその他の動力伝達機構であっても良い。
　さらに、上述した実施の形態では、直列に接続した２組の遊星歯車機構１１０，１２０を備えた減速機構１００を例示しているが、必ずしも２組の遊星歯車機構から成るものに限定されない。また、前段遊星歯車機構１１０及び後段遊星歯車機構１２０のそれぞれがプラネタリキャリヤ１１４，１２４が出力要素となるように構成しているが、アウタギヤが出力要素となるように構成しても良い。
　１　　装置本体
　１０　　ネジ軸
　１４　　スライド部材
　２０　　電動モータ
　２２　　駆動軸
　２３　　駆動ギヤ
　３０　　バッテリ
　４０　　２段中間ギヤ
　５０　　２段入力ギヤ
１００　　減速機構
１１０　　前段遊星歯車機構
１１１　　前段サンギヤ
１１２　　前段プラネタリギヤ
１１３　　前段アウタギヤ
１１４　　前段プラネタリキャリヤ
１１４ａ　　キャリヤ軸部
１２０　　後段遊星歯車機構
１２１　　後段サンギヤ
１２２　　後段プラネタリギヤ
１２３　　後段アウタギヤ
１２４　　後段プラネタリキャリヤ
１２４ａ　　嵌合受部
１２４ｂ　　嵌合孔

Claims (2)

  1. 　装置本体の内部にネジ軸を回転可能に配設するとともに、このネジ軸に並設する態様で電動モータ及びバッテリを配設して成り、前記バッテリを電源として前記電動モータを駆動し、前記電動モータによって前記ネジ軸を回転させることにより、前記ネジ軸に螺合するスライド部材を前記ネジ軸の軸心に沿って移動させるようにした直動装置において、
    　前記ネジ軸の基端部延長域に前記ネジ軸の軸心を中心として遊星歯車機構から成る減速機構を構成し、かつ前記減速機構の出力要素を前記ネジ軸の端部に嵌合させるとともに、前記減速機構の入力要素と前記電動モータの駆動軸との間に動力伝達機構を介在させたことを特徴とする直動装置。
  2. 　前記減速機構は、直列に接続した２組の遊星歯車機構を備え、
    　前記減速機構を構成する前段の遊星歯車機構は、前記動力伝達機構によって回転されるサンギヤと、前記装置本体に固定したアウタギヤと、これらサンギヤ及びアウタギヤに歯合するプラネタリギヤとを有し、前記プラネタリギヤを支持するプラネタリキャリヤが出力となるように構成したものであり、
    　前記減速機構を構成する後段の遊星歯車機構は、前段のプラネタリキャリヤに設けたサンギヤと、前記装置本体に固定したアウタギヤと、これらサンギヤ及びアウタギヤに歯合するプラネタリギヤとを有し、前記プラネタリギヤを支持するプラネタリキャリヤが出力となるように構成したものであり、
    　前記後段の遊星歯車機構のプラネタリキャリヤに前記ネジ軸の端部を嵌合させたことを特徴とする請求項１に記載の直動装置。
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