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公開番号2021083496
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210603
出願番号2019212664
出願日20191125
発明の名称シリンジポンプ
出願人ミネベアミツミ株式会社
代理人特許業務法人虎ノ門知的財産事務所
主分類A61M 5/145 20060101AFI20210507BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】スライダの位置を容易に検出すること。
【解決手段】実施形態のシリンジポンプは、スライダと、スライダ連動部材と、ポジションセンサと、フレームとを備える。前記スライダは、シャフトの一端に設けられる。前記スライダ連動部材は、前記シャフトと係合し、前記スライダとともに前記シャフトの軸方向に移動する。前記ポジションセンサは、前記スライダ連動部材に取り付けられ、前記シャフトの軸方向と直交する方向に操作子が移動可能である。前記フレームは、前記シャフトの軸方向に対して傾斜したスリットを有し、該スリットが前記ポジションセンサの操作子に係合する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項1】
シャフトの一端に設けられたスライダと、
前記シャフトと係合し、前記スライダとともに前記シャフトの軸方向に移動するスライダ連動部材と、
前記スライダ連動部材に取り付けられ、前記シャフトの軸方向と直交する方向に操作子が移動可能なポジションセンサと、
前記シャフトの軸方向に対して傾斜したスリットを有し、該スリットが前記ポジションセンサの操作子に係合するフレームと、
を備えるシリンジポンプ。
続きを表示(約 370 文字)【請求項2】
前記スリットは、単一の直線状、複数の直線状、または、曲線状に設けられる、
請求項1に記載のシリンジポンプ。
【請求項3】
前記複数の直線状または前記曲線状に設けられる前記スリットは、前記スライダの移動が停止する時点で前記操作子と係合する位置の傾斜が他の時点での傾斜に比較して急に設定される、
請求項2に記載のシリンジポンプ。
【請求項4】
前記ポジションセンサの操作子には、前記スリットと係合するプーリが設けられる、
請求項1〜3のいずれか一つに記載のシリンジポンプ。
【請求項5】
前記プーリは、径の異なる2つの円板が同一中心上に重なった形状となっており、径の小さい外側の円板部が前記スリットに緩く嵌る、
請求項4に記載のシリンジポンプ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、シリンジポンプに関する。
続きを表示(約 5,500 文字)【背景技術】
【0002】
シリンジポンプは、シリンジ(注射器)の筒部が固定され、シリンジの押し子が自動的に駆動されて押し込まれることで、あらかじめ設定された一定量の薬剤が供給されるように構成された装置である。
【0003】
このようなシリンジポンプでは、医療機器における安全確認のための機能の一つとして、シリンジの押し子を押すスライダの移動が継続しているか(移動が停止してしまっていないか)や、スライダがどの位置まで移動したか等を知ることが重要である。
【0004】
従来のシリンジポンプでは、スライダの移動方向と同じ方向に操作子が移動可能なポジションセンサが用いられており、スライダの移動量をカバーする長いポジションセンサが用いられたり、スライダの移動の開始位置と終了位置とにだけ短いポジションセンサがそれぞれ設けられたりしていた。
【0005】
一方、リニアモーターの原理を利用したシリンジポンプにおいて、励磁した電磁石によりスライド部材の相対位置を得るようにしたものも知られている(例えば、特許文献1を参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
特開2010−011552号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、スライダの移動量をカバーする長いポジションセンサが用いられる場合、シリンジのストロークに応じて専用のポジションセンサを用意しなければならず、装置のコストアップを招く要因となっていた。また、スライダの移動の開始位置と終了位置とにだけ短いポジションセンサが用いられる場合、ポジションセンサによりカバーされない途中の位置範囲では、現在の位置や、移動が継続しているかを知ることができず、不便であった。また、特許文献1の手法は、リニアモーターの原理を利用したシリンジポンプにしか適用できず、汎用性が低かった。
【0008】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、スライダの位置を容易に検出することのできるシリンジポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係るシリンジポンプは、スライダと、スライダ連動部材と、ポジションセンサと、フレームとを備える。前記スライダは、シャフトの一端に設けられる。前記スライダ連動部材は、前記シャフトと係合し、前記スライダとともに前記シャフトの軸方向に移動する。前記ポジションセンサは、前記スライダ連動部材に取り付けられ、前記シャフトの軸方向と直交する方向に操作子が移動可能である。前記フレームは、前記シャフトの軸方向に対して傾斜したスリットを有し、該スリットが前記ポジションセンサの操作子に係合する。
【0010】
本発明の一態様に係るシリンジポンプは、スライダの位置を容易に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
図1は、一実施形態にかかるシリンジポンプにシリンジが搭載されていない状態を示す外観斜視図である。
図2は、一実施形態にかかるシリンジポンプにシリンジが搭載された状態を示す外観斜視図である。
図3は、シリンジポンプの正面図である。
図4は、駆動ユニットの外観斜視図である。
図5は、駆動ユニットからフレームおよびカバーを外した状態を示す外観斜視図である。
図6は、リードスクリュー、噛み合い部およびシャフトの関連部分のみを抜き出した図である。
図7は、スライダの位置によるポジションセンサの操作子の位置の例を示す図(1)である。
図8は、スライダの位置によるポジションセンサの操作子の位置の例を示す図(2)である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、実施形態に係るシリンジポンプについて図面を参照して説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面における各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、1つの実施形態や変形例に記載された内容は、原則として他の実施形態や変形例にも同様に適用される。
【0013】
図1は、一実施形態にかかるシリンジポンプ1にシリンジ100が搭載されていない状態を示す外観斜視図である。図2は、一実施形態にかかるシリンジポンプ1にシリンジ100が搭載された状態を示す外観斜視図である。図3は、シリンジポンプ1の正面図である。
【0014】
以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交するX軸、Y軸およびZ軸を規定し、シリンジポンプ1のケース2の延伸方向(長手方向)をX軸方向および前後方向とし、例えば、鉛直方向に平行な方向をZ軸方向および上下方向とし、X軸およびZ軸に直交する方向をY軸方向とする。なお、ケース2の延伸方向は、シリンジ100の押し子102を押圧する方向と平行である。また、X軸正方向を「前方」とし、X軸負方向を「後方」とし、前方に移動することを「前進」とし、後方に移動することを「後退」とする。また、Y軸正方向を「手前」とし、Y軸負方向を「奥側」とする。
【0015】
図1〜図3において、シリンジポンプ1は、ケース2と、駆動ユニット3とを備えている。ケース2には、シリンジ100が載置される置き台2Aが形成されている。置き台2Aは、前後方向に沿って形成されている。置き台2Aには、シリンジ100の筒部101を置き台2Aに固定するクランプ2Bが設けられている。クランプ2Bは、例えば、置き台2Aに回動可能に取り付けられ、シリンジ100を置き台2Aに固定する固定位置と、シリンジ100を着脱可能な着脱位置との間で回動可能である。なお、クランプ2Bは、スライドさせることでシリンジ100を置き台2Aに固定し、着脱可能とするようにしてもよい。
【0016】
また、ケース2には、置き台2Aに隣接する凹部2Cが形成されている。ケース2には、前後方向に沿って凹部2Cと置き台2Aとが並んで形成され、凹部2Cは、置き台2Aよりも後方に形成されている。凹部2Cは、置き台2Aよりも奥側に窪むように形成されている。
【0017】
凹部2Cには、前後方向と直交する面2Dから、蛇腹25に覆われたシャフト17が突出し、シャフト17に接続されるスライダ18が設けられている。スライダ18には切替レバー19が設けられており、例えば、図1または図2において切替レバー19を手で一方向に回転させるとスライダ18が前後方向に自由に動かせる状態となり、手を離すと切替レバー19の内部に設けられた弾性部材により切替レバー19が元の位置に戻りスライダ18は内部の駆動機構と接続され、自動的に前後方向に駆動され得る状態となる。
【0018】
次に、駆動ユニット3について、図4〜図6を参照して説明する。図4は、駆動ユニット3の外観斜視図であり、置き台2A、クランプ2B等についても併せて示されている。図5は、駆動ユニット3からフレーム31およびカバー41、42を外した状態を示す外観斜視図である。図6は、リードスクリュー13、噛み合い部14およびシャフト17の関連部分のみを抜き出した図である。
【0019】
図4〜図6において、駆動ユニット3は、一対の平板部10a、10bと、モータ11と、ギア群12と、リードスクリュー13と、噛み合い部14と、スライダ連動部材15と、一対のガイドシャフト16と、シャフト17と、スライダ18と、切替レバー19とを有する。スライダ連動部材15には、例えば、抵抗式のリニアタイプのポジションセンサ32が設けられている。抵抗式のポジションセンサ32は、抵抗体の上を摺動可能な電極と、その電極に機械的に連結した操作子を有しており、抵抗体の一端と操作子に連結した電極との間から、操作子の位置に応じた抵抗値を出力することができる。なお、抵抗体の両端に所定の電圧を付加しておき、抵抗体の一端と操作子に連結した電極との間から、操作子の位置に応じた電圧値を出力することもできる。
【0020】
平板部10a、10bは、前後方向に直交するように設けられ、ケース2(図1参照)内に収容され、ケース2に固定される。なお、一対の平板部10a、10bのうち、スライダ18に近い後方側の平板部10aを第1の平板部10aとし、第1の平板部10aよりもスライダ18から遠い前方側の平板部10bを第2の平板部10bとして称する場合がある。
【0021】
モータ11は、たとえば、HB(Hybrid)モータやステッピングモータなどであり、第1の平板部10aに取り付けられている。ギア群12は、直列に連結される複数のギアで構成され、第1の平板部10aに回転可能に取り付けられている。ギア群12は、モータ11により発生された駆動力をリードスクリュー13に伝達する。なお、モータ11およびギア群12は、第2の平板部10bに取り付けられるようにしてもよい。
【0022】
リードスクリュー13は、平板部10a、10bに回転可能に支持されている。リードスクリュー13は、モータ11から、ギア群12を経由して駆動力が伝達されることにより、所定の回転方向に回転する。リードスクリュー13には、らせん溝が形成されている。
【0023】
噛み合い部14(図6)は、シャフト17のスライダ18とは反対側の端部に固定されている。噛み合い部14は、リードスクリュー13の側面と向かい合うハーフナット14aを備えている。ハーフナット14aには、リードスクリュー13に形成されたらせん溝に噛み合い可能な歯形状を有する噛合面が形成されている。
【0024】
噛み合い部14は、モータ11からスライダ18への駆動力伝達状態を、モータ11からスライダ18へ駆動力が伝達される連結状態と、モータ11からスライダ18へ駆動力が伝達されない解放状態との間で変更する。
【0025】
噛み合い部14は、切替レバー19が操作されると、シャフト17とともに回動する。シャフト17が反時計方向に回転するように切替レバー19が操作されると、ハーフナット14aの噛合面が、リードスクリュー13のらせん溝から離間し、ハーフナット14aの噛合面と、リードスクリュー13のらせん溝との噛み合いが解除され、駆動力伝達状態は、解放状態となる。
【0026】
駆動力伝達状態が連結状態となっており、リードスクリュー13を所定の回転方向に回転させると、噛み合い部14によって、回転運動が直線運動に変換されて、噛み合い部14が前進する。なお、駆動力伝達状態が解放状態となっている場合には、手動によってスライダ18を容易に前後方向に移動させることができる。
【0027】
スライダ連動部材15は、背板15aと一対の側壁15b、15cとを有し、前後方向において噛み合い部14を挟持するように配置され、側壁15b、15cの一端がシャフト17に回動可能に取り付けられている。
【0028】
一対のガイドシャフト16は、ともに平板部10a、10bで支持され、前後方向に沿って延びる。一対のガイドシャフト16は、スライダ連動部材15を前後方向に移動可能となるように支持している。
【0029】
スライダ18は、シャフト17と一体となって、ケース2の凹部2C(図1参照)を前後方向に移動する。スライダ18は、シリンジ100の押し子102に当接した状態で前方に移動することで、押し子102を押圧し、シリンジ100内の薬剤を送出させる。
【0030】
一方、スライダ連動部材15に設けられたポジションセンサ32(図5)の移動可能な操作子は、シャフト17およびリードスクリュー13の軸方向と直交する方向に移動可能に配置されている。ポジションセンサ32の操作子にはプーリ33が設けられ、このプーリ33はフレーム31に設けられた傾斜したスリット31aに係合するようになっている。なお、プーリ33は、例えば、径の異なる2つの円板が同一中心上に重なった形状となっており、径の大きい円板部が内側とされ、径の小さい外側の円板部がフレーム31のスリット31aに緩く嵌るようになっている。プーリ33の外側の円板部が、スリット31aの端面のうち、移動により近づく側と強く接触し、摩擦抵抗により転がることになる。内側の円板部表面は、通常、フレーム31とは接触していないが、例えば、シリンジポンプ1を持ち運びする際に傾いた場合など、フレーム31に内側の円板部の段差部表面が当接することで、プーリ33が脱落するのを防止している。これにより、傾斜したスリット31aをプーリ33が滑らかに摺動することができる。なお、プーリ33は外側の小径の円板部のみで形成されていても構わない。
(【0031】以降は省略されています)

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