JPH1033672A - シリンジポンプの係合・解除機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリンジポンプにおいて、伝達効率が良く、
且つ確実な係合・解除が可能な駆動伝達機構を提供す
る。 【解決手段】 送りネジと、該送りネジ上に移動可能に
嵌装された被駆動体からなり、被駆動体にはそれとは独
立に回転可能な歯車付きの回転体とその回転を係止する
係止部材が設けられ、さらに回転体の中心部には送りネ
ジと螺合するネジを形成した貫通孔が設けられたシリン
ジポンプの係合・解除機構、或いはその係合・解除機構
を装着したシリンジポンプ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】シリンジを使用して患者に薬
液を注入するための輸液装置に関し、より詳細にはシリ
ンジポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】患者の体内に所定の注入速度で薬液を注
入しなければならない場合には輸液装置が使用され、さ
らにその注入量が微量であるか、注入速度が遅いときに
はしばしばシリンジポンプが使用される。シリンジのピ
ストン後端部はシリンジポンプの押圧部（以下、スライ
ダと称する）に接触しており、このスライダの移動によ
ってシリンジのピストンが押圧され、シリンジ内の薬液
を患者体内に注入する。スライダの移動は、モーターの
回転を送りネジによってネジの軸方向の移動に変換する
ことによって行われる。そして、薬液の注入前や終了後
にはシリンジをシリンジポンプにセットしたり、シリン
ジポンプから除去しなくてはならないので、スライダを
ピストン後端部から自由に移動できることが必要であ
る。このため、シリンジポンプにあっては、スライダは
常時送りネジと連動しているのではなく、必要に応じて
その連動を断たなくてはならない。従来のシリンジポン
プにおいて、上記の送りネジとスライダとの連動・断絶
の役割を果たしていたのが図５に示されるようなハーフ
ナット２４であり、このハーフナット２４を送りネジ２
５に脱着することによってモーターの駆動をスライダに
伝達させたり、断絶させたりしていた。しかし、ハーフ
ナットを使用して送りネジとの係合・解除を行う場合に
は次のような様々な問題があり、改良が望まれていた。

【０００３】ハーフナットを使用する駆動伝達機構で
は、送りネジとハーフナットに形成されたネジとの係合
自体が不完全なものであり、そのためシリンジポンプに
使用されるハーフナットやそれと係合する送りネジには
伝達効率の良い台形ネジが使用できなかった。というの
はハーフナットは完全なネジではなく、半割り状のナッ
トを両側からバネ等によって押し付けているため、係合
そのものが不完全であり、送りネジに過度の力がかかる
とバネがその力に耐えきれずネジの係合が外れてしまう
危険性がある。そのため、従来のシリンジポンプでは係
合は外れにくいが、ネジによる駆動伝達効率の悪い角ネ
ジを使用しなければならなかった。しかも角ネジは台形
ネジに比較して製造コストが高く、コストアップの要因
となっていた。しかし、シリンジポンプの送りネジとス
ライダとの係合・解除を行うのに適当な機構が他にない
ため、長い間ハーフナットが使用されてきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は容易に且つ確実に駆動源をスライダに伝達し解除でき
るシリンジポンプの係合・解除機構を提供することにあ
る。また、そのような係合・解除機構を備えた安価なシ
リンジポンプを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明においては、送り
ネジと該送りネジ上で移動可能に嵌装された被駆動体か
らなる係合・解除機構であって、被駆動体には被駆動体
とは独立に回転可能な回転体が設けられ、回転体の中心
には送りネジが貫通する貫通孔が形成され、貫通孔内腔
には送りネジに螺合可能なネジが形成され、回転体の側
部には回転体と一体的に回転する歯車が配設され、また
被駆動体には前記回転体の回転を係止する係止部材が設
けられたことを特徴とするシリンジポンプの係合・解除
機構によって上記の課題を解決した。更に前記係合・解
除機構と、前記送りネジを横架するハウジングと、シリ
ンジのピストン後端部を押圧するスライダと、前記被駆
動体とスライダとを連結する連結部材とを有するシリン
ジポンプであって、シリンジポンプには被駆動体を送り
ネジと係合・解除させる操作部と、係止部材と操作部を
連動可能にする連動手段を有することを特徴とするシリ
ンジポンプによって上記の課題を解決した。

【０００６】本装置の被駆動体が送りネジに係合してい
る場合、即ち係止部材によって回転体のフリーの回転を
防止しているときには、送りネジの回転によって回転体
が軸方向に移動し、それに伴って被駆動体も移動する。
その結果、連結部材によって被駆動体に連結しているス
ライダも連動して同じ方向に移動する。この状態が注入
モードであり、上記の機構によってスライダが移動して
シリンジ内の薬液を注入する。次に被駆動部材を送りネ
ジと非係合状態にした場合、即ち係止部材を解除したと
きには回転体の回転がフリーになり、送りネジが回転し
ても（送りネジに）螺合している回転体はその場で回転
するだけであり、被駆動体は回転体と連動して回転しな
いでその場に留まったままである。また、この状態では
スライダ或いは被駆動体を手で押すことによって、それ
らを送りネジに沿って移動することができるので、シリ
ンジの後端部に合わせてスライダを自由に移動すること
が可能である。この状態が非注入モードであり、注入前
や注入終了後にシリンジを装置に脱着する場合に選択さ
れる。つまり、被駆動体に装着された回転体は常時、送
りネジに螺合しているのであるが、係止部材によって回
転体と被駆動体とを係合したり、解除したりすることが
でき、その結果モーター等の駆動をスライダに伝達した
り、断絶することが可能となる。そして解除状態では、
スライダを軸方向に移動することが可能となる。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明のシリンジポンプ１は図１
に示すように、主にハウジング２と、それに横架された
送りネジ３と、回転体４を介して送りネジ３に係合・解
除することのできる被駆動体５と、シリンジのピストン
後端部を押圧するスライダ６と、前記被駆動体５とスラ
イダ６とを連結する連結部材７とからなっている。ハウ
ジング２の両端部は送りネジ３を回転可能に支持する支
持部８と、連結部材７によって貫通され連結部材７の軸
方向の移動を可能にすると同時に連結部材７を支持する
貫通部９とを有する。ハウジング２はその上部にシリン
ジが載置されるスペースが確保され、被駆動体５がハウ
ジング内部でその送りネジ３に沿って移動するだけの距
離、即ちシリンジ内でのピストンのストローク長以上の
長さ、そして幅と高さを有していればよく、例えば長さ
１３０〜２００ｍｍ、幅４５〜６５ｍｍ、高さ５０〜７
０ｍｍの寸法の厚み３〜６ｍｍの金属製のものが適当で
ある。支持部８は送りネジ両端を固定せずに、しかしハ
ウジング２から送りネジ３が外れないように支持すれば
よく、形状は特に限定されない。ただし、支持部８は送
りネジ３の回転がスムースにでき、且つ回転によって摩
耗しにくい材質からなっているものが好ましい。貫通部
９は主として連結部材７を軸方向に移動するために設け
られているが、その他に連結部材７をハウジング２によ
って支持する目的を有する。貫通部９の穴の径は連結部
材７が貫通できればよいが、連通部材の径より大き過ぎ
ると支持としての機能を果たさなくなる。

【０００８】送りネジ３はモーター等の駆動源（図示せ
ず）に連結させ、例えばモーターの回転を減速するため
に減速ギア等を介在させることによって回転数を調整す
ることができる。送りネジ３の長さはハウジング２によ
って規制され、逆にハウジング２の長さは送りネジ３に
必要な長さによっても限定される。送りネジ３の太さは
特に限定されないが、被駆動体５を支えながら移動させ
る目的から細過ぎるものは好ましくなく、逆に太過ぎる
ものはそれに伴って回転体４や被駆動体５も大きくなっ
てしまうので使用しにくい。通常は直径６〜１０ｍｍの
ものが使い易い。送りネジ３の種類としては従来のよう
に角ネジに限定されず、台形ネジや三角ネジも使用する
ことができる。これらのネジは角ネジと異なり、転造で
形成できるのでコストを低く抑えることができる。図２
に示すように、送りネジ３のリード（ネジの周期によっ
て被駆動体５が移動する距離）は１０〜１５ｍｍが好ま
しく、小さ過ぎると、送りネジと被駆動体とを解除した
ときに被駆動体の移動がスムースにできない（回転によ
る移動効率が低下する）。逆にリードが大き過ぎてもモ
ーターの回転を減速する比率である減速比が大きくなっ
て、多くの減速手段が必要となる。

【０００９】被駆動体５中央部にはボールベアリングを
装着した回転体４が嵌め込まれており、回転体４は被駆
動体５とは独立に回転することができる。被駆動体５下
部は連結部材７の一端部と連結されている。回転体４の
中心部には貫通孔１２が形成されており、その内腔には
送りネジと螺合可能な雌ネジが形成されている。この雌
ネジは送りネジ３に螺合するものとして限定されるの
で、特に詳述しないが、種類として台形ネジが使用可能
である。そしてこの雌ネジに（送りネジ３の）雄ネジが
螺合した状態で回転体４の貫通孔１２に送りネジ３が挿
入されている。回転体４の一方の側部には回転体４と一
体的に回転できるように歯車１４が形成されている。こ
の歯車１４は回転体４と一体的に形成されていてもよい
し、別々のものが機械的手段で結合されたものでもよ
い。図３に示すように、歯車１４の存在する側の被駆動
体５の下部には、上記の歯車１４の回転を係止するよう
に係止部材１５が設けられている。この係止部材１５は
一端のみが軸線１６に連結されており、それを中心とし
て係止部材１５が回動できるように被駆動体５に装着さ
れており、この係止部材１５は回動されてその突出した
爪１７を歯車１４の溝に噛み合わすことによって、回転
体４（歯車）の回転を防止する。係止部材１５は後述す
るように、連結部材７内腔に配置された軸線１６によっ
てスライダ６の操作部１８と連結されており、操作部１
８で係止部材１５を操作することができる。

【００１０】スライダ６と被駆動体５とは中空棒状の連
結部材７によって連結されており、被駆動体５の軸方向
の移動は連結部材７によってスライダに伝達される。既
述したように、連結部材７はハウジング２の貫通部９を
貫通しており、連結部材７はこの貫通部９を摺動しなが
ら移動する。連結部材７の内腔には軸線１６が挿入され
ており、軸線１６はスライダ６の操作部１８と係止部材
１５の一部分とを連結している。そのためスライダ６の
操作部１８で操作することによって係止部材１５を遠隔
操作することができる。例えば、図４に示すように係止
部材１５と同様に一端が軸線１６に連結された操作部１
８のレバー（以下、クラッチレバーと称する）１９を回
動すると、軸線１６によってその動きが伝達され、係止
部材１５も（連動して）回動し、回転を防止されていた
歯車１４を解除させる。即ち、係止部材１５が歯車１４
に噛んでいることによって、送りネジ３上の回転体４の
回転が係止され、そのため、送りネジに沿って被駆動体
５が自由に移動することができなかったが、係止部材１
５を回動することによって係止が解除される。連結部材
７は上記のようにその内腔に軸線１６が入るので、所定
の太さが必要である。スライダ６はハウジング側と反対
側の連結部材７の一端部に連結している。クラッチレバ
ー１９の一端部は軸線１６に連結され、クラッチレバー
１９の別の一端部はバネ２０によって軸線１６が勝手に
回転しないように規制されている［図４］。

【００１１】

【実施例】以下に図面とともに本発明の１つの実施例を
示す。図１は本発明のシリンジポンプ１の部分的な概略
図である。判り易くするために、シリンジポンプ１の主
要な構成要件ごとに形状や寸法等について記載する。ハ
ウジング２は厚さ６ｍｍのアルミニウム製で長さ１５０
ｍｍ，幅５５ｍｍ，高さ６０ｍｍの箱状に形成されてい
る。両端には送りネジ３の支持部が形成されている。支
持部にはポリアセタール製の送りネジ受け２１が装着さ
れている。ハウジング２一端の支持部下方に貫通部９と
して連結部材７を貫通させるための移動穴が形成されて
いる。送りネジ３は直径８ｍｍ，長さ１６０ｍｍで、ネ
ジの種類としては台形ネジが使用されている。図２に示
すようにネジのリードは１２ｍｍである。被駆動体５は
長さ１２ｍｍ，幅４３ｍｍ，高さ５０ｍｍのアルミニウ
ム製の直方体であり、中央上部寄りに回転体４を嵌合す
るための穴が形成されている。そしてこの穴にベアリン
グを装着した回転体４が嵌め込まれている。回転体４の
中心部には貫通孔１２が形成されており、その貫通孔１
２内腔には送りネジ３に螺合するように雌ネジが形成さ
れている。この雌ネジの種類は送りネジ３と同様に台形
ネジが使用できる。また、回転体４の一方の側部には歯
車１４が配設され、この歯車１４は回転体４と一体的に
回転できるようにボルトとナット等によって回転体４に
接合固定されている。被駆動体５下部に一端を軸線１６
に連結された係止部材１５が設けられており、係止部材
１５は一方向に突出した７ｍｍ程度の爪１７を有する
［図３］。連結部材７は長さ１８０ｍｍ，直径１１ｍｍ
のステンレス製中空導管であり、その内腔に係止部材１
５とクラッチレバー１９とを連動するための軸線１６が
入っている。連結部材７のハウジングとは逆側の端部に
スライダ６が連結されており、スライダ６のシリンジ押
圧面の反対側の面に操作部１８が設けられている。操作
部１８にはその一端を軸線１６に直角に連結された長さ
４０ｍｍのクラッチレバー１９が設けられている。ポリ
アセタール製のレバー１９はその一端部に取り付けられ
たバネ２０によってクラッチレバー１９が勝手に回動し
ないように規制されている［図４］。スライダ６は高さ
５５ｍｍ，幅３６ｍｍ，厚み２．５ｍｍのステンレス板
からなり、その板の側部には直角に操作補助部２３が設
けられている。

【００１２】次に本装置１の操作方法と作動機構につい
て説明する。まず、ハウジング２の上にシリンジを載置
する。操作部１８のレバー１９で係止部材１５を歯車１
４から脱離させて回転体４を解除状態にする。そうすれ
ば、送りネジ３に螺合した回転体４はネジに沿って回転
することによって移動できるようになり、被駆動体５或
いはスライダ６を手で押すことによって両者の軸方向へ
の移動は可能になる。この状態でスライダ６の位置がシ
リンジのピストン後端部にくるように調節しながらスラ
イダ６を軸方向に移動する（非注入モード）。また、こ
の状態では被駆動体７の中で回転体４が独立に回転する
ので、送りネジ３が回転しても被駆動体５はその場に留
まったままである。即ち、送りネジ３と被駆動体５は解
除状態にあり、お互いの動きは伝達されない。スライダ
６の位置合わせが終わったら、係止部材１５を歯車１４
に噛まして回転体４のフリーの回転を防止する。そのた
め、被駆動体５は非注入モードのようなフリーな移動は
できなくなる。即ち、回転体４が被駆動体５に対して独
立に回転できないので、送りネジ３の回転によって被駆
動体５が軸方向に移動し、スライダ６も連動する。そし
て、注入モードにして注入量、注入速度及び時間等を設
定する。このモードは非注入モードとは異なり、送りネ
ジ３と被駆動体５とは係合状態にあるので、モーターの
回転が送りネジ３に伝達される。送りネジ３の回転は被
駆動体５の軸方向の移動としてスライダ６に伝達される
（注入モード）。薬液の注入が終了したら、係止部材１
５を解除することによって装置を再び非注入モードにす
る。そして、スライダ６を移動してセットされたシリン
ジを装置から取り出す。

【００１３】

【発明の効果】本発明の装置によれば、駆動源と被駆動
体との係合が確実であり、スライダに大きな負荷がかか
った場合でも係合が外れる恐れがない。また、そのため
選択できるネジの種類が多くなり、製造コストをさげる
ことができる。さらに駆動伝達機構において伝達効率が
上昇し、消費エネルギーを節約できる。またモーター自
体を小さくすることができるので、製品の小型化に役立
つ。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシリンジポンプの係合・解除機構（以
下、本装置と略す）の概略を示す底面方向からみた斜視
図である。

【図２】本装置の送りネジのネジ部分を示す拡大図であ
る。

【図３】本装置において、歯車側側部からみた被駆動体
の概略図である。

【図４】本発明のスライダのシリンジ押圧面裏側を示す
概略図である。

【図５】従来使用されたハーフナットの概略図である。

【符号の説明】 １．シリンジポンプ ２．ハウジング ３．送りネジ ４．回転体 ５．被駆動体 ６．スライダ ７．連結部材 ８．支持部 ９．貫通部 １２．貫通孔 １４．歯車 １５．係止部材 １６．軸線 １７．爪 １８．操作部 １９．クラッチレバー（レバー） ２０．バネ ２１．送りネジ受け ２３．操作補助部 ２４．ハーフナット ２５．送りネジ ２６．バネ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送りネジと該送りネジ上で移動可能に嵌
   装された被駆動体からなる係合・解除機構であって、被
   駆動体には被駆動体とは独立に回転可能な回転体が設け
   られ、回転体の中心には送りネジが貫通する貫通孔が形
   成され、貫通孔内腔には送りネジに螺合可能なネジが形
   成され、回転体の側部には回転体と一体的に回転する歯
   車が配設され、また被駆動体には前記回転体の回転を係
   止する係止部材が設けられたことを特徴とするシリンジ
   ポンプの係合・解除機構。
2. 【請求項２】 前記送りネジに形成されたネジのリード
   が１０〜１５ｍｍである請求項１に記載されたシリンジ
   ポンプの係合・解除機構。
3. 【請求項３】 前記送りネジ、或いは貫通孔内腔に形成
   されたネジのいずれかが台形ネジである請求項１または
   ２のいずれかの項に記載されたシリンジポンプの係合・
   解除機構。
4. 【請求項４】 前記係止部材の回動によって係止部材が
   歯車に当接する請求項１〜３のいずれかの項に記載され
   たシリンジポンプの係合・解除機構。
5. 【請求項５】 前記回転体の被駆動体から独立した回転
   が該回転体に装着したボールベアリングによって行われ
   る請求項１〜４のいずれかの項に記載されたシリンジポ
   ンプの係合・解除機構。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載された係
   合・解除機構と、前記送りネジを横架するハウジング
   と、シリンジのピストン後端部を押圧するスライダと、
   前記被駆動体とスライダとを連結する連結部材とを有す
   るシリンジポンプであって、シリンジポンプには被駆動
   体を送りネジと係合・解除させる操作部と、係止部材と
   操作部を連動可能にする連動手段を有することを特徴と
   するシリンジポンプ。
7. 【請求項７】 前記操作部がスライダに設けられたこと
   を特徴とする請求項６に記載されたシリンジポンプ。
8. 【請求項８】 前記連動手段が前記連結部材の内腔に設
   けられた請求項６または７のいずれかの項に記載された
   シリンジポンプ。
9. 【請求項９】 前記操作部による係合・解除がレバーの
   回動によるものであり、さらに該レバーの自由な回動が
   バネによって限定された請求項６〜８のいずれかの項に
   記載されたシリンジポンプ。