JPH085713Y2 - 薬液自動注入装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は薬液自動注入装置に関するものである。

［従来の技術］ 近年、治療方法の進歩にともない、人体に定量の薬液
を長時間かけて注入する必要が生じ、注入速度の安定化
を目的とした薬液自動注入装置が急速に普及している。

この種の薬液自動注入装置として単位時間当たり薬液
をどれだけ注入するか指定し、その注入を単に行って終
了するものが提案されている。また、薬液を供給するチ
ューブが折れ曲がって注射器内の圧力が上昇する過負荷
検出は、注射器の注入圧を検出して警告を知らせるとと
もに、薬液自動注入装置を自動停止するものも提案され
ている。

［考案が解決しようとする課題］ ところが、前記従来の薬液自動注入装置では注射器の
注入圧が警告の必要な所定圧に達したことを検出して過
負荷検知を行っていたため、異常検出の応答性に欠ける
という問題があった。

そこで、本願考案では注入途中における注射器ピスト
ンの移動距離情報に基づいて過負荷検知を行い、注射器
における異常検出の応答性向上を図ることを目的とし
た。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、本願考案は、駆動源によ
り伝達機構を駆動して注射器のピストンを押圧し、薬液
を定量供給する薬液自動注入装置において、前記ピスト
ンの所定時間毎における基準移動情報を予め記憶する記
憶手段と、前記伝達機構の駆動に連動し、移動したピス
トンの実移動位置を検出する位置検出センサと、この位
置検出センサの検出信号に基づいて所定時間毎における
ピストンの実移動情報を逐次演算すると共に、その実移
動情報と前記記憶手段に記憶された基準移動情報との比
較結果に基づいて注射器の過負荷検知を行う演算制御手
段を設けたことを要旨としている。

〔作用〕

即ち、駆動源により伝達機構が駆動されると、薬液を
定量供給すべく注射器のピストンが移動を始める。する
と、このピストンの実移動位置が位置検出センサにより
検出され、その検出信号に基づき所定時間毎における前
記ピストンの実移動情報が逐次演算される。そして、そ
の演算された実移動情報と予め記憶手段に記憶された基
準移動情報との比較結果に基づき注射器内における過負
荷検知が演算制御手段によりなされる。

［実施例］ 以下、本考案を具体化した一実施例を第１〜７図に基
づいて説明する。

第２図に示すように、１は薬液自動注入装置の前面パ
ネルであり、２は前記パネル１に固定された支持台であ
って、注射器３を支持固定するようになっている。すな
わち、支持台２には凹部４が第２図において水平方向に
形成され、注射器３が水平方向となるように支持固定さ
れる。５は平面略Ｌ字状に形成されたロック部材であっ
て、前記支持台２の右側上部に軸６によって回動可能に
設けられている。同ロック部材５は第２図の二点鎖線位
置へロックすると、その先端部と前記凹部４間に注射器
３が挟まれて支持台２に固定されるようになっている
（第１図参照）。

７はパネル１の水平方向に形成された長孔であって、
同長孔７に沿って摺動部材８がスライドするようになっ
ている。この摺動部材８の外側面には縦方向のスリット
９が形成されており、このスリット９には第１図に示す
ように注射器３のピストン10の基端部に張出し形成され
たフランジ11が挿入可能となっている。この結果、摺動
部材８が長孔７に沿って摺動（第２図において左側方
向）すると、ピストン10が駆動されて注射器３内部の薬
液が外部へ送り出されることになる。

12は支持台２における一側部に縦方向に形成された係
入溝であって、注射器３の基端部に張出し形成されたフ
ランジ15が係入されるようになっている。13は前記係入
溝12の上下両端近傍において支持台２に設けられた一対
の貫通孔であって、前記係入溝12と支持台２側面間に亘
るように横長状に形成されている。14は前記一対の貫通
孔13内に配設された係止棒であって、前記貫通孔13の長
手方向に移動可能になっている。なお、前記注射器３の
フランジ15は係入溝12に係入する場合、第２図において
係止棒14の右側に配置される。

16はパネル１の右側下部に設けられた操作部であっ
て、注射器３内の薬液を供給するスタートスイッチ、薬
液の注入量を設定する設定スイッチ、薬液の供給を停止
する停止スイッチ、異常を警告するLED43等が配設され
ている。18は前記操作部16の左隣に設けられた表示部で
あって、薬液の注入量の設定、薬液の注入量および残り
の注入量（残量）を表示するようになっている。

第１図に示すように、19a,19bは前記パネル１の背面
において水平方向両側にそれぞれ固着された支持部材で
ある。この支持部材19a,19bの間には一対のレール材20
が架設されている。そして、前記摺動部材８の内端は前
記パネル１の長孔７を介して内部に突出され、その内端
には前記一対のレール材20が挿通されている。そして、
摺動部材８はレール材20に沿ってスライド可能に支持さ
れている。

21はラックであって、前記摺動部材８にその一端が固
定されている。22は前記ラックの他端を支持固定するラ
ック支持部材であって、前記一対のレール材20に挿通支
持されている。したがって、ラック支持部材22は前記レ
ール材20に対し摺動可能となっている。

23は駆動源としてのステッピングモータであって、後
記する取付構造により前記ステッピングモータ23に設け
られたピニオン24がラック21に対し噛合可能となってい
る。したがって、ステッピングモータ23の駆動によりラ
ック21、摺動部材８を介してピストン10が第１図におい
て右方向へ水平に押圧されるようになっている。なお、
前記摺動部材８、ラック21により伝達機構が構成されて
いる。

25はステッピングモータ23に隣接して設けられた位置
検出センサとしてのポテンショメータであって、後記す
る取付構造によりポテンショメータ25のアクチュエータ
に設けられたピニオン26がラック21に噛合可能となって
いる。したがって、ステッピングモータ23の駆動により
ラック21が移動したとき、ポテンショメータ25のピニオ
ン26が回転し、この回転量（回転数）によってピストン
10の移動距離を検出するようになっている。

第６図に示すように、27a,27bはパネル１の背面にお
いて長孔７を挟んで上下に一対設けられたガイド部材で
あって、各ガイド部材27a,27bにはガイド孔28a,28bが水
平方向に透設されている。29a,29bは前記ガイド部材27
a,27bのガイド孔28a,28bに挿通された移動部材である。
30は前記移動部材29a,29bの基端を連結するとともに、
前記一対の係止棒14の基端を連結する連結部材である。

また、前記一方の移動部材29bは他方の移動部材29aよ
りも長く形成され、ガイド部材27bから突出した先端に
はばね31が介装されており、ボルト32によってばね31が
固定されている。したがって、ばね31の付勢力によって
移動部材29bが第６図において左側方向に常に引かれ、
連結部材30がガイド部材27a,27bの一端面に当接するよ
うになっている。

33はパネル１の背面において、前記連結部材30の右側
に配設されたマイクロスイッチであって、このマイクロ
スイッチ33のオンによって注射器３の過負荷を検出する
ようになっている。すなわち、注射器３の移動によりフ
ランジ15がばね31の付勢に抗して係止棒14を押圧すると
連結部材30が若干右側方向へ移動してマイクロスイッチ
33のアクチュエータ34を押圧し、マイクロスイッチ33が
オンすることになる。

次に、前記ステッピングモータ23およびポテンショメ
ータ25の取付構造について説明する。

第3,4図に示すように、35a,35bはパネル１の背面にて
上下左右の４箇所に（第４図において紙面と直交する方
向に）突出支持された４個の支持片である。36は前記支
持片35a,35bの先端に設けられ、上下の支持片35a,35bを
それぞれ連結する一対のポールである。37は前記ポール
36の下部に介装されたスプリングであって、38は前記ス
プリング37の上部に遊挿可能に挿通支持された一対の遊
挿部材である。

39は前記一対の遊挿部材38を互いに連結する支持板で
あって、この支持板39に前記ステッピングモータ23およ
びポテンショメータ25が取付固定されている。40は上部
に配設された前記支持片35a間に架設された規制板であ
って、支持片35aの上面に固定されている。そして、前
記支持板39の上部と規制板40との間には前記ロック部材
５の軸６が配設されている。また、支持板39と規制板40
との間に配設された軸６の外周には切欠き部6aが形成さ
れている。

したがって、ロック部材５が第３図に示す非ロック位
置にあるときには軸６の切欠き部6aが支持板39の上側辺
に当接する。このとき、スプリング37の付勢力により遊
挿部材38が上方に押し上げられ、支持片35aの下面に当
接する。その結果、支持板39、ステッピングモータ23お
よびポテンショメータ25が上動して各ピニオン24,26と
ラック21との噛合が解除される。

また、注射器３を支持台２に対しセットするため、ロ
ック部材５を第２図二点鎖線にて示すロック位置まで回
動すると、第４図に示すように軸６の切欠き部6aが左側
方に位置する。その結果、軸６によって支持板39がスプ
リング37の付勢力に抗して下動され、その結果、支持板
39が下動してステッピングモータ23およびポテンショメ
ータ25の各ピニオン24,26がラック21と噛合される。

次に、前記薬液自動注入装置を駆動制御する電気回路
について説明する。

第５図に示すように、46は入出力インターフェイスで
ある。41は入出力インターフェイス46に接続され前記ス
テッピングモータ23の回転を制御するコントローラ、42
は入出力インターフェイス46に接続され前記ポテンショ
メータ25の変位信号をデジタル信号に変換するA/D変換
器である。なお、LED43は過負荷等の警告を示すように
点滅するようになっている。44はスピーカであって、過
負荷等の警告を示すように音を発生するようになってい
る。45はスイッチであって薬液自動注入装置を駆動する
ようになっている。

47は演算制御手段としての中央制御処理装置（以下、
CPUという）であって、ステッピングモータ23の駆動制
御、注射器３によって薬液を供給した量等を演算および
前記各出力装置を制御するようになっている。48は記憶
手段としてのROMであって、薬液自動注入装置の制御デ
ータが予め記憶されている。49はRAMであって、CPU47に
よって演算された結果を一時的に記憶するようになって
いる。50はタイマー回路であって、このタイマー回路50
に基づいてピストン10の移動距離を検出したり、薬液を
単位時間当たり定量供給するようになっている。

上記のように構成された薬液自動注入装置の作用につ
いて説明する。

まず、注射器３内に薬液を吸い込ませた後、注射器３
を薬液自動注入装置にセットする。すなわち、第２図実
線に示すようにロック部材５を上動した状態で注射器３
を凹部４に配設し、注射器３のフランジ15を係止棒14と
係入溝12との間に配設する。一方、摺動部材８を任意の
位置に摺動させてピストン10のフランジ11をスリット９
に係入させる。

そして、ロック部材５を第２図二点鎖線に示すロック
位置に回動させると、軸６が支持板39をスプリング37の
付勢力に抗して下動させる。すると、第４図に示すよう
に、ステッピングモータ23およびポテンショメータ25の
ピニオン24,26がラック21と噛合する。

次に、電源スイッチ45をオンして薬液自動注入装置を
駆動させる。そして、薬液の供給量を表示部18を見なが
ら操作部16を操作することによって設定する。ここで、
本実施例においては50ml/hを設定した。

そして、操作部16の図示しないスタートスイッチをオ
ンするとCPU47はポテンショメータ25に基づいて摺動部
材８のスタート位置をA/D変換器42、入出力インターフ
ェース46を介して検出してRAM49へ記憶するとともに、
コントローラ41を介してステッピングモータ23を回転制
御する。

すると、CPU47の駆動制御によりステッピングモータ2
3のピニオン24が回転し、ラック21が第１図において右
側へ摺動する。そして、ラック21の移動により摺動部材
８が同様に右側へ移動するため、ピストン10を押圧して
注射器３内部の薬液を外部へ供給する。そして、所定の
薬液を供給し終えた場合、CPU47はステッピングモータ2
3の回転制御を停止する。

次に、CPU47による過負荷検出について説明する。

ポテンショメータ25からの検出信号を所定時間毎に入
力し、その検出信号に基づいてスタート時の位置（距
離）X₀から摺動部材８が移動した実移動情報としての距
離（X₁,X₂…X_n）を逐次計算する。そして、ROM48に予め
記憶された摺動部材８が所定時間毎に移動する基準移動
情報としての所定距離Ａから前記摺動部材８が移動した
距離Ｘを引く。すなわち、例えば10秒毎にスタート時か
らのピストン10の移動距離X_nを演算し、その距離X_nから
各時間毎に対応する所定距離Ａを引く。その結果が摺動
部材８の移動許容誤差値Ｂよりも小さければ注射器３に
おいて過負荷が発生していないとCPU47は第一の判断を
下す。

ところが、その結果が摺動部材８の移動許容誤差値Ｂ
よりも大きくなった場合には、注射器３に過負荷が発生
しているとCPU47は判断し、ステッピングモータ23の駆
動制御を停止する。さらに、操作部16に設けられたLED4
3を入出力インターフェース46を介して点滅制御すると
ともに、同じく入出力インターフェース46を介してスピ
ーカ44から警告音を発生して異常を知らせる。

また、CPU47は前記第一の判断後、ポテンショメータ2
5からの検出信号に基づいて摺動部材８の単位時間毎
（例えば10秒毎）における実移動情報としての移動距離
ΔＸを演算し、予めROM48に記憶された摺動部材８が単
位時間毎に移動する基準移動情報としての所定距離ΔＡ
を前記移動距離ΔＸから減算する。この演算結果が単位
時間当たりにおいてピストン10の移動許容誤差値Ｃより
も小さければ注射器３において過負荷が発生していない
とCPU47は第二の判断を下すと、引き続き薬液を外部へ
供給する。

ところが、単位時間当たりにおいてピストン10の移動
許容誤差値Ｃよりも大きくなった場合には、注射器３に
過負荷が発生しているとCPU47は判断し、ステッピング
モータ23の駆動制御を停止する。さらに、操作部16に設
けられたLED43を入出力インターフェース46を介して点
滅制御するとともに、同じく入出力インターフェース46
を介してスピーカ44から警告音を発生して異常を知らせ
る。

なお、万一CPU47によって過負荷が検出されなくなっ
た場合においては、ピストン10の押圧により注射器３の
フランジ15が係止棒14を第１図においてばね31の付勢力
に抗して右側へ押圧する。その結果、係止棒14の基端に
設けられた連結部材30がマイクロスイッチ33のアクチュ
エータ34を押圧するので、CPU47はマイクロスイッチ33
のオン動作に基づいて過負荷が注射器３に発生したこと
を検出してステッピングモータ23を停止する。

一方、CPU47は予め設定した注入量から供給量を減算
して表示部18に薬液の注入残量表示を行う。つまり、ポ
テンショメータ25の回転数に基づいて摺動部材８の移動
距離、すなわちピストン10の移動距離を演算して薬液を
供給した量を演算する。その供給量を設定量から減算
し、表示部18にその演算結果を表示する。

このとき、CPU47はピストン10が薬液不足であること
を示す位置に達しているか否かを判断し、その位置にピ
ストン10が達している場合にはステッピングモータ23の
回転制御を停止する。そして、CPU47はLED43を点滅制御
するとともに、スピーカ44から警告音を発生して知らせ
る。

また、薬液供給終了の位置にピストン10が達したこと
をCPU47がポテンショメータ25に基づいて検出すると、C
PU47はステッピングモータ23の回転制御を停止し、LED4
3を点滅制御するとともに、スピーカ44から警告音を発
生して知らせる。

このように、本実施例においては所定時間毎にスター
ト時からのピストン10の移動距離Xn（実移動情報）を演
算すると共に、その移動距離Xnから予め記憶された所定
時間毎の移動距離Ａ（基準移動情報）を引き、その結果
と移動許容誤差値Ｂとの大小関係により過負荷が発生し
ているか否かの第一の判断を下し、又、摺動部材８の単
位時間毎の移動距離ΔＸ（実移動情報）から予め記憶さ
れた所定単位時間毎の移動距離ΔＡ（基準移動情報）を
引いた結果と移動許容誤差値Ｃとの大小関係により過負
荷が発生しているか否かの第二の判断を下している。

従って、注射器３の注入圧が過剰となる前段階で未然
に過負荷検知を行えるので注射器３の注入圧を検出して
過負荷を検出する従来の薬液自動注入装置に比較して応
答性を向上させることができる。また、常にポテンショ
メータ25により所定時間毎にピストン10の移動距離を検
出しているので、ピストン10が移動した距離の検出精度
を向上させることができる。

また、ポテンショメータ25の取付が容易であるため、
構造を簡単することができる。さらに、残量検出を行っ
て表示部18にて残量の表示を行うので、表示部18を見れ
ば一目で供給する残量を把握することができる。

又、本実施例においは回転式のポテンショメータ25を
使用したが、第７図に示すようにシリンダー式の摺動タ
イプのポテンショメータ25を設けて過負荷および残量検
出することも当然可能である。

なお、この考案は前記実施例に限定されるものではな
く、この考案の趣旨から逸脱しない範囲内で任意に変更
することは可能である。

［考案の効果］ 以上詳述したように、本考案によれば注入途中におけ
る位置検出センサからの検出信号に基づくピストンの実
移動情報と記憶手段に予め記憶された基準移動情報との
比較結果に基づいて実際に注入圧が過剰となる前段階に
て未然に過負荷検知を行えるため、注射器の異常検出に
おける応答性を向上することができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は薬液自動注入装置にポテンションメータを設け
た平面図、第２図は薬液自動注入装置の正面図、第３図
はステッピングモータおよびポテンションメータが伝達
機構から離間した状態を示す背面図、第４図はステッピ
ングモータおよびポテンションメータが伝達機構に噛合
した状態を示す背面図、第５図は薬液自動注入装置を制
御する電気回路図、第６図は薬液自動注入装置の過負荷
検出機構を示す背面図、第７図は薬液自動注入装置にポ
テンションメータを設けた別例を示す平面図である。 ３…注射器、８…摺動部材、21…ラック、23…駆動源と
してのステッピングモータ、25…位置検出センサとして
のポテンショメータ、47…演算制御手段としてのCPU、4
8…記憶手段としてのROM

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動源により伝達機構を駆動して注射器の
   ピストンを押圧し、薬液を定量供給する薬液自動注入装
   置において、 前記ピストンの所定時間毎における基準移動情報を予め
   記憶する記憶手段と、 前記伝達機構の駆動に連動し、移動したピストンの実移
   動位置を検出する位置検出センサと、 この位置検出センサの検出信号に基づいて所定時間毎に
   おけるピストンの実移動情報を逐次演算すると共に、そ
   の実移動情報と前記記憶手段に記憶された基準移動情報
   との比較結果に基づいて注射器の過負荷検知を行う演算
   制御手段 を設けたことを特徴とする薬液自動注入装置。