水薬供給装置
【課題】 水薬の供給精度を安定させ得る水薬供給装置の提供。
【解決手段】 供給ポンプに支軸回りに回転して供給ポンプを駆動させるための被回転部を付設し、被回転部に支軸の軸線方向から接近して当接することで被回転部に回転方向で係止する回転部を有する駆動モータを設け、被回転部が回転部に当接する被当接面および回転部が被回転部に当接する当接面は、軸線を中心として径方向外方へ向かうほど互いに周方向の離間距離が大きくなる放射状でしかも周方向断面が二等辺三角形状で、且つ周方向に連続する歯溝から形成し、各歯はその頂部の高さが軸心へ向かって低くなるよう傾斜し、各溝はその頂部の高さが軸心へ向かって高くなるよう傾斜して被当接面および当接面が互いに噛合する同一形状に形成した水薬供給装置。
【解決手段】 供給ポンプに支軸回りに回転して供給ポンプを駆動させるための被回転部を付設し、被回転部に支軸の軸線方向から接近して当接することで被回転部に回転方向で係止する回転部を有する駆動モータを設け、被回転部が回転部に当接する被当接面および回転部が被回転部に当接する当接面は、軸線を中心として径方向外方へ向かうほど互いに周方向の離間距離が大きくなる放射状でしかも周方向断面が二等辺三角形状で、且つ周方向に連続する歯溝から形成し、各歯はその頂部の高さが軸心へ向かって低くなるよう傾斜し、各溝はその頂部の高さが軸心へ向かって高くなるよう傾斜して被当接面および当接面が互いに噛合する同一形状に形成した水薬供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水薬供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、病院や薬局等の医療機関では、水薬供給ボトルに充填された水薬を、該水薬供給ボトルから患者に供する水薬ボトルに供給するようにした水薬供給装置が使用されている（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００３】
この種の水薬供給装置は、上下軸線回りに回転自在で複数の水薬供給ボトルを載置する載置体と、水薬供給ボトルごとに設けた供給ポンプと、供給ポンプを駆動させるためのポンプ駆動部とを有する。
水薬供給ボトルには水薬供給管の一端部を挿入し、水薬供給管の途中部分を供給ポンプに取付けるようにして、使用する水薬供給ボトルに対応する供給ポンプを、ポンプ駆動部の駆動によって動作させることで、水薬を水薬ボトルに供給するようにしている。
【０００４】
ポンプ駆動部は、駆動モータと、駆動モータを供給ポンプに向けて横方向に移動させる移動機構とを有し、駆動モータのモータ軸には、供給ポンプに付設された被係止回転爪に周方向で係止する係止回転爪が固定されている。
係止回転爪は周方向に所定間隔で配置されたキーであり、被係止回転爪はキーが軸方向から嵌合する溝であり、キーと溝とは軸方向に沿う面によって軸線周り（周方向）で係止する構成である。
【特許文献１】特開２００３−３２５６３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記水薬供給装置では、供給ポンプを駆動させる際にはモータを横方向へ移動させて、係止回転爪を使用しようとする供給ポンプの被係止回転爪に軸線回りに係止させるようにしているものであるが、モータを横方向へ移動させて係止回転爪を被係止回転爪に係止する場合に、キーと溝との周方向位置がずれていると、キーが溝に軸線方向で対向する位置まで回転しないと供給ポンプが駆動しないことになる。すなわち、キーが溝に嵌るまでキーを回転させる分だけがロスとなり、水薬の供給精度が不安定になってしまう。
【０００６】
そこで本発明は、上記課題に鑑み、水薬の供給精度を安定させ得る水薬供給装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、水薬供給ボトル内に供給管を挿入し供給管の途中部分を供給ポンプに接続して、該供給ポンプの回転を駆動することで該水薬ボトル内の水薬を水薬ボトルに供給するよう構成された水薬供給装置であって、前記供給ポンプに支軸回りに回転して該供給ポンプを駆動させるための被回転部が付設され、該被回転部に支軸の軸線方向から接近して当接することで被回転部に回転方向で係止する回転部を有する駆動モータが設けられ、被回転部が回転部に当接する被当接面、および回転部が被回転部に当接する当接面は、軸線を中心として径方向外方へ向かうほど互いに周方向の離間距離が大きくなる放射状でしかも周方向断面が、底角の何れもが直角でない二等辺三角形状で、且つ周方向に連続する歯溝から形成されており、各歯はその頂部（頂角側）の高さが軸心へ向かって低くなるよう傾斜しており、各溝はその頂部の高さが軸心へ向かって高くなるよう傾斜していることで、被当接面および当接面が互いに噛合する同一形状に形成されていることを特徴としている。
【０００８】
上記構成において、回転部を被回転部に対して軸心方向から接近させて、被当接面に当接面を当接させるとき、被当接面および当接面は、周方向に連続する二等辺三角形状の歯溝で形成されているから、被当接面および当接面における歯溝が軸線回りの何れの位置にあったとしても被当接面と当接面とは三角形の斜面どうしで面接触することになり、したがって、駆動モータを駆動するとすぐに当接面の回転が被当接面に伝達されることになって、駆動モータの駆動がロスなく供給ポンプに伝えられて、供給管から水薬ボトルに供給される水薬の供給精度が安定する。
また、被当接面および当接面は、軸線を中心として径方向外方へ向かうほど互いに周方向の離間距離が大きくなる放射状でしかも周方向断面が二等辺三角形状で、且つ周方向に連続する歯溝から形成されており、各歯はその頂部の高さが軸心へ向かって低くなるよう傾斜しており、各溝はその頂部の高さが軸心へ向かって高くなるよう傾斜していることで、被当接面および当接面が互いに隙間なく噛合するようになり、駆動モータの回転トルクが被当接面にそのまま伝えられ易くなる。
【０００９】
本発明の水薬供給装置では、回転部および被回転部は円板状に形成されており、被当接面および当接面の回転中心側に凹部が形成されていることを特徴としている。
【００１０】
上記構成では、被当接面および当接面の回転中心側に凹部を形成することで、軸線歯溝の頂部が軸線位置で一致するように形成するという難しい加工を必要としなくなって、被当接面および当接面の加工が容易である。
【００１１】
本発明の水薬供給装置では、供給ポンプは、駆動モータの正回転により水薬を水薬ボトルに供給するよう駆動し、駆動モータの逆回転により水薬を水薬ボトル側に戻すようにして供給管から水薬が水薬ボトルに不要に滴下するのを防止するよう駆動する構成であることを特徴としている。
【００１２】
上記構成の水薬供給装置では、水薬を水薬ボトルに供給する際には駆動モータを正回転させることで行い、水薬の供給が終了すると駆動モータを逆回転させ水薬を水薬ボトル側に戻すようにして供給管内に空気を導入することで、供給管から水薬がこぼれ落ちることを抑えるものであり、被当接面と当接面の歯溝がその底角が直角でない断面二等辺三角形状に形成されているから、被当接面に対する当接面の当接力は、駆動モータの正回転および逆回転の何れの場合も同等の当接力で供給ポンプを駆動できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の水薬供給装置によれば、被当接面および当接面は、周方向に連続する二等辺三角形状の歯溝で形成されているから、回転部を被回転部に対して軸心方向から接近させて、被当接面に当接面を当接させるとき、被当接面および当接面における歯溝が軸線回りの何れの位置にあったとしても被当接面と当接面とは三角形の斜面どうしで面接触することになり、したがって、駆動モータを駆動するとすぐに当接面の回転が被当接面に伝達されるから、駆動モータの駆動がロスなく供給ポンプに伝えられて、供給管から水薬ボトルに供給される水薬の供給精度を安定させることができる。
【００１４】
特に、水薬を水薬ボトルに供給する際には駆動モータを正回転させることで行い、水薬の供給が終了すると駆動モータを逆回転させ水薬を水薬ボトル側に戻すようにして供給管から水薬ボトルに水薬がこぼれ落ちることを抑えるようにした水薬供給装置において、被当接面および当接面をその周方向断面を二等辺三角形状とすることにより、被当接面に対する当接面の当接力は、駆動モータの正回転および逆回転の何れの場合も同等の当接力で供給ポンプを駆動できるようになる。
【００１５】
本発明の水薬供給装置によれば、被当接面および当接面は、軸線を中心として径方向外方へ向かうほど互いに周方向の離間距離が大きくなる放射状でしかも周方向断面が二等辺三角形状で、且つ周方向に連続する歯溝から形成されており、各歯はその頂部の高さが軸心へ向かって低くなるよう傾斜しており、各溝はその頂部の高さが軸心へ向かって高くなるよう傾斜していることで、被当接面と当接面とを軸線方向で当接させた際に、被当接面および当接面が互いに隙間なく噛合するようになり、駆動モータの回転トルクが損失なく被当接面にそのまま伝えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る水薬供給装置を、図面に基づいて説明する。図１ないし図７は、水薬供給装置の構成図である。これらの図に示すように、水薬供給装置１は、患者に対して処方される水薬２を、処方箋に応じるべく水薬供給ボトル（以下単に「供給ボトル」という）３から水薬供給管（以下単に「供給管」という）２９によって導出して、水薬供給ノズル（以下単に「供給ノズル」という）２２を介して水薬ボトル４に吐出するよう構成されている。
【００１７】
水薬供給装置１は、外枠を構成する本体６を有し、本体６は、天板（天壁）７と底板８と左右の両側板１１，１１と背板１２と前板１３とを有する。底板８は本体６の上下方向途中に配置された平板状に形成されている。天板７は中心が円形に中抜きされた平板状に形成されている。
【００１８】
水薬供給装置１は、本体６の天板７側に回転駆動部１７を介して該本体６内に吊持されて供給ノズル２２を取付けるノズル取付け板５３、複数の供給ボトル３を載置する載置体５、および複数の供給ポンプ１８を有する。供給ポンプ１８は、載置体５に周方向に所定間隔置きに配置される供給ボトル３毎に設けられ、この種の水薬供給装置１に一般に用いられるポンプである。あるいは、水薬２の供給圧力を変更できるものであってもよい。
【００１９】
ノズル取付け板５３および載置体５は平面視して環状に形成されており、供給ポンプ１８は、ノズル取付け板５３の上方に設けられた複数の取付け枠体３６にそれぞれ取付けられている。ノズル取付け板５３、載置体５および取付け枠体３６は、回転駆動部１７の駆動により上下方向軸線１６回りに間欠的に回転する構成となっている。
【００２０】
水薬供給装着１は、ノズル取付け板５３および載置体５を吊持する吊持手段１５と、吊持手段１５を含めてノズル取付け板５３、載置体５、取付け枠体３６および供給ポンプ１８を上下方向軸線１６回りに同心上で間欠的に回転駆動させるための前記回転駆動部１７と、選択された供給ボトル３に対応する供給ポンプ１８を駆動するためのポンプ駆動部２０と、各供給ポンプ１８に一端側が挿入され他端が供給ノズル２２に接続される前記供給管２９とを有する。なお、ノズル取付け板５３は、供給ノズル２２の姿勢を保持する保持部２３を備えている。
【００２１】
供給ノズル２２はその水薬吐出口部２６が下方を縮径した円錐台形状に形成されており、水薬吐出口部２６はノズル取付け板５３の後述の突出部５５を上方から貫通して、ノズル取付け板５３に着脱自在に設けられており、供給ノズル２２は上下方向に貫通する水薬供給路（図示せず）が形成されている。
【００２２】
前記回転駆動部１７は天板７に設けられている。回転駆動部１７は天板７の上面に載置された回転駆動モータ２８と、天板７の下面に上下方向軸線１６回りに回転自在に支持されて内周面の上下方向中心に水平に形成された環状の突条３０を有する回転環体３１と、回転環体３１の下面に固着された環状薄板状の歯車板３２と、前記回転駆動モータ２８の駆動軸に取付けられて歯車板３２の外周辺に形成された歯３３に噛合する駆動歯車と、天板７の下面に上下方向軸線１６回りにその場回転自在に取付けられて外周面に前記突条３０に嵌合する凹条３４を有する複数の支持ローラ３５とを有する。各供給ポンプ１８は、回転駆動部１７（回転駆動モータ２８）の間欠駆動に連動して供給ポンプ１８毎に駆動するよう構成されている。
【００２３】
歯車板３２の下面に、供給ポンプ１８を取付けるための前記取付け枠体３６が歯車板３２の周方向に隣接するように設けられている。各取付け枠体３６は、径方向外周面に供給ポンプ１８の本体部３７が組付けられる矩形の平板部３８と、この平板部３８の各辺に径方向内方に向けて突出する矩形のフレーム部４０とを有する。フレーム部４０の上部は前記歯車板３２の下面に、例えばネジ止めされることで固定されている。平板部３８はまた、その下方寄りに供給ポンプ１８を駆動させる従動歯車（被回転部に相当する）４１を径方向内方に突出させるための挿通孔（図示せず）が形成されている。
供給ポンプ１８の本体部３７は、平板部３８の径方向外側面にネジ止め等により固定されている。供給ポンプ１８の従動歯車４１は、挿通孔から平板部３８の径方向内方に突出しておりその外周部は取付けプレート４４によって、平板部３８の径方向内方面からネジ止め等されている。この構成によって、各供給ポンプ１８は、それぞれ取付け枠体３６の内径側に確実に固定されるとともに、従動歯車４１は、水平軸線４５回りにそれぞれその場回転自在な構成となっている。
【００２４】
ポンプ駆動部２０は、取付け枠体３６で囲まれる領域の径方向内方に配置されている。このポンプ駆動部２０は、所定の保持部材に水平に保持されたサーボモータ（駆動モータ）４６と、サーボモータ４６の駆動軸の先端に設けられた駆動歯車（回転部に相当する）４７と、サーボモータ４６を保持部材に保持させつつ供給ポンプに向けて横方向に移動させる移動機構とを有している。
該移動機構は、サーボモータ４６の側部に設けられてサーボモータ４６を選択された供給ポンプ１８の従動歯車４１に向けて横方向（水平方向）に前進させるためのソレノイド４８と、サーボモータ４６を後退させる方向に付勢するバネ５０と、サーボモータ４６の位置を検出する位置検出センサ５１と、サーボモータ４６の変位位置を調整可能なストッパ５２とを有する。
【００２５】
図８および図９は供給ポンプ１８の従動歯車４１と駆動歯車４７との噛合状態を示す斜視図である。図１０ないし図１３は駆動歯車４７の構造を示す説明図である。従動歯車４１および駆動歯車４７はともに円板状に形成されて対向する側と反対側に突出する支軸６２，６３が形成されている。従動歯車４１および駆動歯車４７の対向面はそれぞれ被当接面６４および当接面６５とされている。また、従動歯車４１、駆動歯車４７における支軸６２，６３側の面４１，４７は、環状の平面に形成されている。
【００２６】
被当接面６４および当接面６５の形状は、実質的に全く同一の形状に形成されているから、ここでは当接面６５についてその形状を詳細に説明して、被当接面６４の説明に代える。
当接面６５は、支軸６２の中心である軸線６６を中心として径方向外方へ向かうほど互いに周方向の離間距離が大きくなる放射状でしかも周方向断面において、底角の何れもが直角でない二等辺三角形状で、且つ周方向に連続する歯溝６８，６９から形成されている。各歯６８の高さ、すなわち頂部７０（被当接面６４に対向する先端である頂角側の筋）の高さ位置は、溝６９の頂部７１を基準として同一に設定されている。しかも各歯６８は、その頂部７０の高さが軸心へ向かって低くなるよう傾斜しており、各溝６９はその頂部７１の高さが軸心へ向かって高くなるよう傾斜しており、両頂部７０，７１は駆動歯車４７の中心である軸線６６においてその高さが一致するよう形成されている。具体的に、両頂部７０，７１の駆動歯車４７の軸線６６位置での高さは、径方向外端での歯溝６８，６９の高さの中間に位置するよう設定されているものである。しかしながら、両頂部７０，７１が駆動歯車４７の中心である軸線６６においてその高さが一致するよう形成することは難しい加工であるから、当接面６５の回転中心側に円柱状の凹部７２を形成していることで容易な加工によって形成されるようになっている。
上記のように当接面６５および被当接面６４を形成することにより、従動歯車４１および駆動歯車４７の軸線６６，６７どうしを同一線上として両者の当接面６５および被当接面６４が対向するよう当接させると、両者の歯溝６８，６９、すなわち歯６８，６８の斜面である側面６８ａ，６８ａどうしが周方向に、且つ軸線方向に隙間なく当接して噛合することになる。
【００２７】
取付け枠体３６のフレーム部４０の下部に前記ノズル取付け板５３がネジ止め等により固定されている。ノズル取付け板５３の外周部には周方向に供給ポンプ１８毎の間隔に応じた位置に前記突出部５５が径方向外方に突出するよう形成されている。これら突出部５５の板面にノズル挿通孔がそれぞれ形成されており、前記保持部２３は、ノズル取付け板５上に上下方向の支軸１６ａ回りに回動自在に取付けたフック部１９ａを有する保持具１９によって、供給ノズル２２のうちノズル取付け板５３の上面に載置される胴部を保持する構成である。
【００２８】
ノズル取付け板５３の下面に、上下方向に実質的に同一高さを有する板状の仕切り体５６が、供給ボトル３に応じた数だけネジ止め等により取付けられている。仕切り体５６の下端部には、前記載置体５が仕切り体５６にネジ止め等により固定されている。すなわち、載置体５を天板７に吊持する前記吊持手段１５として、回転環体３１、歯車板３２、各取付け枠体３６、ノズル取付け板５３、および仕切り体５６の連続構造を有している。
【００２９】
供給ボトル３は合成樹脂から形成されており、胴体部分が円筒状に形成され、各供給ボトル３は保持容器６０を介して載置体５に載置されるものである。保持容器６０はそれぞれ上側開放の円筒状に形成されている。その円筒状の周壁６１の高さは、供給ボトル３の胴体部分の高さに比べて低く設定されている。保持容器６０の周壁６１の内径は、供給ボトル３の外径に比べてわずかに大きく設定されている。保持容器６０の底部には永久磁石が埋設されており、載置体５を磁性を有する材料から形成していることで、保持容器６０は磁力によって載置体５に着脱自在に保持されている。
【００３０】
載置体５の高さ位置と、本体６の前板１３に切欠７４が形成され、切欠７４における下部の高さ位置との関係は、載置体５の高さ位置が切欠７４における下部の高さ位置よりも高い位置にあることが好ましい。なお、切欠７４の左右幅は可及的に広いことが好ましい。
【００３１】
本体６の前板１３の前面側に、水薬ボトル４を載置する載置台２４と、この載置台２４を昇降させるための昇降装置２５と、供給ノズル２２の水薬吐出口部２６から吐出されている水薬２の有無を検出するための水薬センサ２７とを備える。載置台２４は前板１３下部を上方から下方に向けて切欠いた正面視して矩形の前記切欠７４（供給ボトル３を載置体５に対して着脱するための開口に相当する）に対する両側壁部７５，７６に案内されて昇降自在とされている。薬供給装置１は、両側壁部７５，７６に案内されて昇降自在とされた案内板部材７７と、この案内板部材７７の前面下部に前方に突出するよう固定された固定台７８と、この固定台７８の上面に水薬ボトル４を直接載置して、水薬ボトル４の底部が挿入される凹部を有する受け皿８１とを一体、または別体に有する。
【００３２】
昇降装置２５は、昇降用モータ８２と、本体６の前面下部に配置されて昇降用モータ８２の駆動によって駆動するベルト機構とを有する。昇降用モータ８２は本体６の前板１３の裏面に、その駆動軸が前方に突出するよう取付けられ、駆動軸には、駆動プーリ８５が本体６の前板１３下部から水平方向前方に突出するように取付けられている。ベルト機構は、案内板部材７７の側方部に固定されたベルト固定具８６と、駆動プーリ８５の斜め下方に配置されたテンションプーリ８７と、上下方向に離間して配置された巻回プーリ９０，９１と、各プーリ８５，８７，９０，９１に巻回されるベルト９２とを有する。昇降装置２５の駆動については、不図示の駆動スイッチを操作することで行うよう構成している。
【００３３】
上記構成において、処方箋に基づいて水薬２を水薬ボトル４に供給する際の、水薬供給動作を説明する。作業者が電源スイッチをオン操作すると、位置検出装置が、供給ボトル３が所定位置にある場合、すなわち、初めに使用しようとする供給ボトル３が載置台２４に載置した水薬ボトル４に前後方向（載置体５の径方向）で対向し、その供給ボトル３に対応する供給ノズル２２が水薬ボトル４の直上位置であることを検出している場合は、制御装置がポンプ駆動部２０を駆動するよう制御する。
【００３４】
ポンプ駆動部２０の駆動とは、ソレノイド４８が駆動してバネ５０の弾性に抗してサーボモータ４６がその供給ポンプ１８の従動歯車４１に向けて横方向（径方向）に前進し、駆動歯車４７が従動歯車４１に係合（噛合）した位置を位置検出センサ５１が検出して、サーボモータ４６が駆動して駆動歯車４７とともに従動歯車４１が回転することであり、駆動歯車４７の回転により、供給ポンプ１８が駆動することになる。そして、供給ポンプ１８が駆動すると、供給ボトル３内の水薬２が吸い上げられ、水薬２が水薬供給管２１内を通過して供給ノズル２２の水薬吐出口部２６から水薬２が吐出することになる。
但し、前記位置検出装置が、供給ボトル３が所定位置にないことを検出した場合、制御装置は正面に最も近い位置にある供給ボトル３を正面に対するべく回転駆動部１７を駆動させることになる。
【００３５】
上記のように、サーボモータ４６のモータ軸には回転部として駆動歯車４７が連結されており、供給ポンプ１８には該供給ポンプ１８を駆動させるための被回転部として従動歯車４１が連結されており、供給ポンプ１８を駆動させる際には、上記のようにサーボモータ４６が横方向に前進することで、横方向（径方向）には不動である供給ポンプ１８に対して、サーボモータ４６が横方向に移動することになる。換言すれば、サーボモータ４６が上下方向軸線１６側から径方向外方へ向けて径方向で対向する供給ポンプ１８に対して水平軸線４５に沿うように移動することで、従動歯車４１の被当接面６４に対して駆動歯車４７の当接面６５が当接して、両者が噛合するようになり、サーボモータ４６が駆動して、モータ軸が正回転することにより、従動歯車４１が水平軸線４５回りに回転し、供給ポンプ１８が駆動して、水薬２が水薬ボトル４に供給される。
【００３６】
ここで、仮に駆動歯車４７の歯溝６８，６９と従動歯車４１の歯溝６８，６９とが周方向に位置ずれした状態で噛合する場合を考える。当接面６５および被当接面６４は、軸線６６，６７を中心として径方向外方へ向かうほど互いに周方向の離間距離が大きくなる放射状でしかも周方向断面において、三角形状で且つ周方向に連続する歯溝６８，６９から形成されている。このため、仮に駆動歯車４７と従動歯車４１の歯溝６８，６９の歯６８の側面６８ａどうしが周方向に隙間を有するように位置ずれして噛合した状態であっても、駆動歯車４７が、位置ずれした分だけ回転すれば従動歯車４１が直ちに正回転することになり、歯溝６８，６９の形状から、歯溝６８，６９どうしの三角形の斜辺どうしが周方向で当接するまでにほとんど時間を要しないことになる。このため、仮に駆動歯車４７の歯溝６８，６９と従動歯車４１の歯溝６８，６９とが周方向に位置ずれして噛合した状態であっても、従動歯車４１の回転の反応性が向上することになるから、供給ポンプ１８の駆動時のロスが極めて少なくなり、水薬ボトル４への水薬２の供給精度を向上させることができる。
【００３７】
また、軸線６６，６７どうしが位置ずれした状態であっても、駆動歯車４７および従動歯車４１の歯溝６８，６９の側面６８ａどうしは周方向で傾斜面どうしが当接することになるから、駆動歯車４７の回転は従動歯車４１に伝達され、歯溝６８，６９どうしが噛合することで、軸線６６，６７どうしが位置ずれしていても、支軸６２，６３が撓む状態を回避することができるから、サーボモータ４６の駆動に伴う異音の発生や振動を抑制することができる。
【００３８】
さらに、駆動歯車４７および従動歯車４１の歯溝６８，６９において各歯６８の頂部７０の高さ位置を、溝６９の頂部７１を基準として同一に設定し、各歯６８は、その頂部７０の高さを軸心へ向かって低くなるよう傾斜しており、各溝６９の頂部７１の高さを軸心へ向かって高くなるよう傾斜させており、両頂部７０，７１は駆動歯車４７の中心である軸線６６においてその高さを一致するよう形成しているから、駆動歯車４７の歯溝６８，６９と従動歯車４１の歯溝６８，６９とが周方向に位置ずれない場合では、駆動歯車４７および従動歯車４１の歯溝６８，６９は、隙間無く合致することになる。このため、駆動歯車４７の回転がダイレクトに従動歯車４１に伝達されることになるから、駆動歯車４７の駆動力の損失を最小限に抑えることができる。
【００３９】
この実施形態の水薬供給装置１では、サーボモータ４６の正回転（正駆動）によって供給ポンプ１８が水薬２を水薬ボトル４に供給するようになり、ひとつの水薬供給ボトル３からの水薬２の供給が終了すると、水薬供給ノズル２２から水薬２が滴下しないようにするために、サーボモータ４６を逆回転（逆駆動）させ、供給管２９内に空気を導入するようにしている。
【００４０】
サーボモータ４６を逆回転させるとは、モータ軸を逆回転させることであるが、歯溝６８，６９の周方向の断面形状は、上記したように二等辺三角形であるから、正回転と同じ回転トルクによって従動歯車４１を逆回転させることができる。この場合、三角形の底角の何れかが直角であると、正回転、逆回転の回転トルクが同一であってとしても、従動歯車４１の直角の底角側の歯６８の面に駆動歯車４７の直角の底角側の歯６８の面が周方向から当接する場合と、従動歯車４１の直角でない底角側の歯６８の面に駆動歯車４７の直角でない底角側の歯６８の面が周方向から当接する場合とでは、従動歯車４１の直角でない底角側の歯６８の面に駆動歯車４７の直角でない底角側の歯６８の面が周方向から当接する場合を、従動歯車４１の直角の底角側の歯６８の面に駆動歯車４７の直角の底角側の歯６８の面が周方向から当接する場合に比べて、歯６８の斜面どうしにその方向のベクトルが発生している分だけサーボモータ４６を従動歯車４１側に押圧する力（従動歯車４１に駆動歯車４７を軸方向で当接させる力）を大きくしなければならない。
【００４１】
しかしながら、本発明の実施形態におおける歯溝６８，６９形状のように周方向断面を二等辺三角形に形成することにより、サーボモータ４６の正回転および逆回転何れの場合も、歯６８どうしの周方向の係止力は同じであるから、従動歯車４１に駆動歯車４７を押し付ける力としては、何れの方向へも同等の力で従動歯車４１を回転させることができる。
【００４２】
ひとつの供給ボトル３からの水薬２の供給が終わるか、その供給ボトル３内の水薬２を残した状態で別の供給ボトル３内の水薬２を使用する場合には、周方向で隣りにある供給ボトル３が水薬ボトル４の前後方向で対応し周方向の隣りにある供給ノズル２２が水薬ボトル４の直上位置に至るまで、制御装置６８は回転駆動部１７に駆動信号を出力して、載置体５およびノズル取付け板５３を上下方向軸線１６回りに回動させて、これらを停止させる。続いて制御装置６８は、サーボモータ４６に駆動信号を出力し、これにより駆動歯車４７および従動歯車４１が回転し、供給ポンプ１８が駆動して、供給ノズル２２の水薬吐出部２６から水薬ボトル４に水薬２が吐出される。上記のような動作を繰返して、順次載置台２４に載置される水薬ボトル４に水薬２を供給するよう動作する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態を示す水薬供給装置の一部を示す上方からの斜視図
【図２】同じく吊持手段を中心に描いた破断斜視図
【図３】同じく水薬供給装置の一部を示す側面図
【図４】同じく水薬供給装置の一部を示す拡大正面図
【図５】同じく水薬供給装置の一部を示す上方からの拡大斜視図
【図６】同じく天板を取除いた状態での平面図
【図７】同じく天板を取除いた状態でのノズル取付け板およびポンプ駆動部を示す変図
【図８】同じく供給ポンプの従動歯車と駆動歯車との噛合状態を示す斜視図で噛合前の斜視図
【図９】同じく供給ポンプの従動歯車と駆動歯車との噛合状態を示す斜視図で噛合後の斜視図
【図１０】同じく駆動歯車の構造を示す後方からの斜視図
【図１１】同じく駆動歯車の構造を示す前方からの斜視図
【図１２】同じく駆動歯車の構造を示す側面図
【図１３】同じく駆動歯車の構造を示す正面図
【符号の説明】
【００４４】
１…水薬供給装置、２…水薬、３…供給ボトル、４…水薬ボトル、１６…上下方向軸線、１７…回転駆動部、１８…供給ポンプ、２０…ポンプ駆動部、２１…水薬供給管、２２…供給ノズル、２４…載置台、２６…水薬吐出口部、４１…従動歯車、４５…水平軸線、４６…サーボモータ、４７…駆動歯車、４８…ソレノイド、５０…バネ、５１…位置検出センサ、６４…被当接面、６５…当接面、６６，６７…軸線、６８…歯、６９…溝、７０，７１…頂部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水薬供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、病院や薬局等の医療機関では、水薬供給ボトルに充填された水薬を、該水薬供給ボトルから患者に供する水薬ボトルに供給するようにした水薬供給装置が使用されている（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００３】
この種の水薬供給装置は、上下軸線回りに回転自在で複数の水薬供給ボトルを載置する載置体と、水薬供給ボトルごとに設けた供給ポンプと、供給ポンプを駆動させるためのポンプ駆動部とを有する。
水薬供給ボトルには水薬供給管の一端部を挿入し、水薬供給管の途中部分を供給ポンプに取付けるようにして、使用する水薬供給ボトルに対応する供給ポンプを、ポンプ駆動部の駆動によって動作させることで、水薬を水薬ボトルに供給するようにしている。
【０００４】
ポンプ駆動部は、駆動モータと、駆動モータを供給ポンプに向けて横方向に移動させる移動機構とを有し、駆動モータのモータ軸には、供給ポンプに付設された被係止回転爪に周方向で係止する係止回転爪が固定されている。
係止回転爪は周方向に所定間隔で配置されたキーであり、被係止回転爪はキーが軸方向から嵌合する溝であり、キーと溝とは軸方向に沿う面によって軸線周り（周方向）で係止する構成である。
【特許文献１】特開２００３−３２５６３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記水薬供給装置では、供給ポンプを駆動させる際にはモータを横方向へ移動させて、係止回転爪を使用しようとする供給ポンプの被係止回転爪に軸線回りに係止させるようにしているものであるが、モータを横方向へ移動させて係止回転爪を被係止回転爪に係止する場合に、キーと溝との周方向位置がずれていると、キーが溝に軸線方向で対向する位置まで回転しないと供給ポンプが駆動しないことになる。すなわち、キーが溝に嵌るまでキーを回転させる分だけがロスとなり、水薬の供給精度が不安定になってしまう。
【０００６】
そこで本発明は、上記課題に鑑み、水薬の供給精度を安定させ得る水薬供給装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、水薬供給ボトル内に供給管を挿入し供給管の途中部分を供給ポンプに接続して、該供給ポンプの回転を駆動することで該水薬ボトル内の水薬を水薬ボトルに供給するよう構成された水薬供給装置であって、前記供給ポンプに支軸回りに回転して該供給ポンプを駆動させるための被回転部が付設され、該被回転部に支軸の軸線方向から接近して当接することで被回転部に回転方向で係止する回転部を有する駆動モータが設けられ、被回転部が回転部に当接する被当接面、および回転部が被回転部に当接する当接面は、軸線を中心として径方向外方へ向かうほど互いに周方向の離間距離が大きくなる放射状でしかも周方向断面が、底角の何れもが直角でない二等辺三角形状で、且つ周方向に連続する歯溝から形成されており、各歯はその頂部（頂角側）の高さが軸心へ向かって低くなるよう傾斜しており、各溝はその頂部の高さが軸心へ向かって高くなるよう傾斜していることで、被当接面および当接面が互いに噛合する同一形状に形成されていることを特徴としている。
【０００８】
上記構成において、回転部を被回転部に対して軸心方向から接近させて、被当接面に当接面を当接させるとき、被当接面および当接面は、周方向に連続する二等辺三角形状の歯溝で形成されているから、被当接面および当接面における歯溝が軸線回りの何れの位置にあったとしても被当接面と当接面とは三角形の斜面どうしで面接触することになり、したがって、駆動モータを駆動するとすぐに当接面の回転が被当接面に伝達されることになって、駆動モータの駆動がロスなく供給ポンプに伝えられて、供給管から水薬ボトルに供給される水薬の供給精度が安定する。
また、被当接面および当接面は、軸線を中心として径方向外方へ向かうほど互いに周方向の離間距離が大きくなる放射状でしかも周方向断面が二等辺三角形状で、且つ周方向に連続する歯溝から形成されており、各歯はその頂部の高さが軸心へ向かって低くなるよう傾斜しており、各溝はその頂部の高さが軸心へ向かって高くなるよう傾斜していることで、被当接面および当接面が互いに隙間なく噛合するようになり、駆動モータの回転トルクが被当接面にそのまま伝えられ易くなる。
【０００９】
本発明の水薬供給装置では、回転部および被回転部は円板状に形成されており、被当接面および当接面の回転中心側に凹部が形成されていることを特徴としている。
【００１０】
上記構成では、被当接面および当接面の回転中心側に凹部を形成することで、軸線歯溝の頂部が軸線位置で一致するように形成するという難しい加工を必要としなくなって、被当接面および当接面の加工が容易である。
【００１１】
本発明の水薬供給装置では、供給ポンプは、駆動モータの正回転により水薬を水薬ボトルに供給するよう駆動し、駆動モータの逆回転により水薬を水薬ボトル側に戻すようにして供給管から水薬が水薬ボトルに不要に滴下するのを防止するよう駆動する構成であることを特徴としている。
【００１２】
上記構成の水薬供給装置では、水薬を水薬ボトルに供給する際には駆動モータを正回転させることで行い、水薬の供給が終了すると駆動モータを逆回転させ水薬を水薬ボトル側に戻すようにして供給管内に空気を導入することで、供給管から水薬がこぼれ落ちることを抑えるものであり、被当接面と当接面の歯溝がその底角が直角でない断面二等辺三角形状に形成されているから、被当接面に対する当接面の当接力は、駆動モータの正回転および逆回転の何れの場合も同等の当接力で供給ポンプを駆動できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の水薬供給装置によれば、被当接面および当接面は、周方向に連続する二等辺三角形状の歯溝で形成されているから、回転部を被回転部に対して軸心方向から接近させて、被当接面に当接面を当接させるとき、被当接面および当接面における歯溝が軸線回りの何れの位置にあったとしても被当接面と当接面とは三角形の斜面どうしで面接触することになり、したがって、駆動モータを駆動するとすぐに当接面の回転が被当接面に伝達されるから、駆動モータの駆動がロスなく供給ポンプに伝えられて、供給管から水薬ボトルに供給される水薬の供給精度を安定させることができる。
【００１４】
特に、水薬を水薬ボトルに供給する際には駆動モータを正回転させることで行い、水薬の供給が終了すると駆動モータを逆回転させ水薬を水薬ボトル側に戻すようにして供給管から水薬ボトルに水薬がこぼれ落ちることを抑えるようにした水薬供給装置において、被当接面および当接面をその周方向断面を二等辺三角形状とすることにより、被当接面に対する当接面の当接力は、駆動モータの正回転および逆回転の何れの場合も同等の当接力で供給ポンプを駆動できるようになる。
【００１５】
本発明の水薬供給装置によれば、被当接面および当接面は、軸線を中心として径方向外方へ向かうほど互いに周方向の離間距離が大きくなる放射状でしかも周方向断面が二等辺三角形状で、且つ周方向に連続する歯溝から形成されており、各歯はその頂部の高さが軸心へ向かって低くなるよう傾斜しており、各溝はその頂部の高さが軸心へ向かって高くなるよう傾斜していることで、被当接面と当接面とを軸線方向で当接させた際に、被当接面および当接面が互いに隙間なく噛合するようになり、駆動モータの回転トルクが損失なく被当接面にそのまま伝えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る水薬供給装置を、図面に基づいて説明する。図１ないし図７は、水薬供給装置の構成図である。これらの図に示すように、水薬供給装置１は、患者に対して処方される水薬２を、処方箋に応じるべく水薬供給ボトル（以下単に「供給ボトル」という）３から水薬供給管（以下単に「供給管」という）２９によって導出して、水薬供給ノズル（以下単に「供給ノズル」という）２２を介して水薬ボトル４に吐出するよう構成されている。
【００１７】
水薬供給装置１は、外枠を構成する本体６を有し、本体６は、天板（天壁）７と底板８と左右の両側板１１，１１と背板１２と前板１３とを有する。底板８は本体６の上下方向途中に配置された平板状に形成されている。天板７は中心が円形に中抜きされた平板状に形成されている。
【００１８】
水薬供給装置１は、本体６の天板７側に回転駆動部１７を介して該本体６内に吊持されて供給ノズル２２を取付けるノズル取付け板５３、複数の供給ボトル３を載置する載置体５、および複数の供給ポンプ１８を有する。供給ポンプ１８は、載置体５に周方向に所定間隔置きに配置される供給ボトル３毎に設けられ、この種の水薬供給装置１に一般に用いられるポンプである。あるいは、水薬２の供給圧力を変更できるものであってもよい。
【００１９】
ノズル取付け板５３および載置体５は平面視して環状に形成されており、供給ポンプ１８は、ノズル取付け板５３の上方に設けられた複数の取付け枠体３６にそれぞれ取付けられている。ノズル取付け板５３、載置体５および取付け枠体３６は、回転駆動部１７の駆動により上下方向軸線１６回りに間欠的に回転する構成となっている。
【００２０】
水薬供給装着１は、ノズル取付け板５３および載置体５を吊持する吊持手段１５と、吊持手段１５を含めてノズル取付け板５３、載置体５、取付け枠体３６および供給ポンプ１８を上下方向軸線１６回りに同心上で間欠的に回転駆動させるための前記回転駆動部１７と、選択された供給ボトル３に対応する供給ポンプ１８を駆動するためのポンプ駆動部２０と、各供給ポンプ１８に一端側が挿入され他端が供給ノズル２２に接続される前記供給管２９とを有する。なお、ノズル取付け板５３は、供給ノズル２２の姿勢を保持する保持部２３を備えている。
【００２１】
供給ノズル２２はその水薬吐出口部２６が下方を縮径した円錐台形状に形成されており、水薬吐出口部２６はノズル取付け板５３の後述の突出部５５を上方から貫通して、ノズル取付け板５３に着脱自在に設けられており、供給ノズル２２は上下方向に貫通する水薬供給路（図示せず）が形成されている。
【００２２】
前記回転駆動部１７は天板７に設けられている。回転駆動部１７は天板７の上面に載置された回転駆動モータ２８と、天板７の下面に上下方向軸線１６回りに回転自在に支持されて内周面の上下方向中心に水平に形成された環状の突条３０を有する回転環体３１と、回転環体３１の下面に固着された環状薄板状の歯車板３２と、前記回転駆動モータ２８の駆動軸に取付けられて歯車板３２の外周辺に形成された歯３３に噛合する駆動歯車と、天板７の下面に上下方向軸線１６回りにその場回転自在に取付けられて外周面に前記突条３０に嵌合する凹条３４を有する複数の支持ローラ３５とを有する。各供給ポンプ１８は、回転駆動部１７（回転駆動モータ２８）の間欠駆動に連動して供給ポンプ１８毎に駆動するよう構成されている。
【００２３】
歯車板３２の下面に、供給ポンプ１８を取付けるための前記取付け枠体３６が歯車板３２の周方向に隣接するように設けられている。各取付け枠体３６は、径方向外周面に供給ポンプ１８の本体部３７が組付けられる矩形の平板部３８と、この平板部３８の各辺に径方向内方に向けて突出する矩形のフレーム部４０とを有する。フレーム部４０の上部は前記歯車板３２の下面に、例えばネジ止めされることで固定されている。平板部３８はまた、その下方寄りに供給ポンプ１８を駆動させる従動歯車（被回転部に相当する）４１を径方向内方に突出させるための挿通孔（図示せず）が形成されている。
供給ポンプ１８の本体部３７は、平板部３８の径方向外側面にネジ止め等により固定されている。供給ポンプ１８の従動歯車４１は、挿通孔から平板部３８の径方向内方に突出しておりその外周部は取付けプレート４４によって、平板部３８の径方向内方面からネジ止め等されている。この構成によって、各供給ポンプ１８は、それぞれ取付け枠体３６の内径側に確実に固定されるとともに、従動歯車４１は、水平軸線４５回りにそれぞれその場回転自在な構成となっている。
【００２４】
ポンプ駆動部２０は、取付け枠体３６で囲まれる領域の径方向内方に配置されている。このポンプ駆動部２０は、所定の保持部材に水平に保持されたサーボモータ（駆動モータ）４６と、サーボモータ４６の駆動軸の先端に設けられた駆動歯車（回転部に相当する）４７と、サーボモータ４６を保持部材に保持させつつ供給ポンプに向けて横方向に移動させる移動機構とを有している。
該移動機構は、サーボモータ４６の側部に設けられてサーボモータ４６を選択された供給ポンプ１８の従動歯車４１に向けて横方向（水平方向）に前進させるためのソレノイド４８と、サーボモータ４６を後退させる方向に付勢するバネ５０と、サーボモータ４６の位置を検出する位置検出センサ５１と、サーボモータ４６の変位位置を調整可能なストッパ５２とを有する。
【００２５】
図８および図９は供給ポンプ１８の従動歯車４１と駆動歯車４７との噛合状態を示す斜視図である。図１０ないし図１３は駆動歯車４７の構造を示す説明図である。従動歯車４１および駆動歯車４７はともに円板状に形成されて対向する側と反対側に突出する支軸６２，６３が形成されている。従動歯車４１および駆動歯車４７の対向面はそれぞれ被当接面６４および当接面６５とされている。また、従動歯車４１、駆動歯車４７における支軸６２，６３側の面４１，４７は、環状の平面に形成されている。
【００２６】
被当接面６４および当接面６５の形状は、実質的に全く同一の形状に形成されているから、ここでは当接面６５についてその形状を詳細に説明して、被当接面６４の説明に代える。
当接面６５は、支軸６２の中心である軸線６６を中心として径方向外方へ向かうほど互いに周方向の離間距離が大きくなる放射状でしかも周方向断面において、底角の何れもが直角でない二等辺三角形状で、且つ周方向に連続する歯溝６８，６９から形成されている。各歯６８の高さ、すなわち頂部７０（被当接面６４に対向する先端である頂角側の筋）の高さ位置は、溝６９の頂部７１を基準として同一に設定されている。しかも各歯６８は、その頂部７０の高さが軸心へ向かって低くなるよう傾斜しており、各溝６９はその頂部７１の高さが軸心へ向かって高くなるよう傾斜しており、両頂部７０，７１は駆動歯車４７の中心である軸線６６においてその高さが一致するよう形成されている。具体的に、両頂部７０，７１の駆動歯車４７の軸線６６位置での高さは、径方向外端での歯溝６８，６９の高さの中間に位置するよう設定されているものである。しかしながら、両頂部７０，７１が駆動歯車４７の中心である軸線６６においてその高さが一致するよう形成することは難しい加工であるから、当接面６５の回転中心側に円柱状の凹部７２を形成していることで容易な加工によって形成されるようになっている。
上記のように当接面６５および被当接面６４を形成することにより、従動歯車４１および駆動歯車４７の軸線６６，６７どうしを同一線上として両者の当接面６５および被当接面６４が対向するよう当接させると、両者の歯溝６８，６９、すなわち歯６８，６８の斜面である側面６８ａ，６８ａどうしが周方向に、且つ軸線方向に隙間なく当接して噛合することになる。
【００２７】
取付け枠体３６のフレーム部４０の下部に前記ノズル取付け板５３がネジ止め等により固定されている。ノズル取付け板５３の外周部には周方向に供給ポンプ１８毎の間隔に応じた位置に前記突出部５５が径方向外方に突出するよう形成されている。これら突出部５５の板面にノズル挿通孔がそれぞれ形成されており、前記保持部２３は、ノズル取付け板５上に上下方向の支軸１６ａ回りに回動自在に取付けたフック部１９ａを有する保持具１９によって、供給ノズル２２のうちノズル取付け板５３の上面に載置される胴部を保持する構成である。
【００２８】
ノズル取付け板５３の下面に、上下方向に実質的に同一高さを有する板状の仕切り体５６が、供給ボトル３に応じた数だけネジ止め等により取付けられている。仕切り体５６の下端部には、前記載置体５が仕切り体５６にネジ止め等により固定されている。すなわち、載置体５を天板７に吊持する前記吊持手段１５として、回転環体３１、歯車板３２、各取付け枠体３６、ノズル取付け板５３、および仕切り体５６の連続構造を有している。
【００２９】
供給ボトル３は合成樹脂から形成されており、胴体部分が円筒状に形成され、各供給ボトル３は保持容器６０を介して載置体５に載置されるものである。保持容器６０はそれぞれ上側開放の円筒状に形成されている。その円筒状の周壁６１の高さは、供給ボトル３の胴体部分の高さに比べて低く設定されている。保持容器６０の周壁６１の内径は、供給ボトル３の外径に比べてわずかに大きく設定されている。保持容器６０の底部には永久磁石が埋設されており、載置体５を磁性を有する材料から形成していることで、保持容器６０は磁力によって載置体５に着脱自在に保持されている。
【００３０】
載置体５の高さ位置と、本体６の前板１３に切欠７４が形成され、切欠７４における下部の高さ位置との関係は、載置体５の高さ位置が切欠７４における下部の高さ位置よりも高い位置にあることが好ましい。なお、切欠７４の左右幅は可及的に広いことが好ましい。
【００３１】
本体６の前板１３の前面側に、水薬ボトル４を載置する載置台２４と、この載置台２４を昇降させるための昇降装置２５と、供給ノズル２２の水薬吐出口部２６から吐出されている水薬２の有無を検出するための水薬センサ２７とを備える。載置台２４は前板１３下部を上方から下方に向けて切欠いた正面視して矩形の前記切欠７４（供給ボトル３を載置体５に対して着脱するための開口に相当する）に対する両側壁部７５，７６に案内されて昇降自在とされている。薬供給装置１は、両側壁部７５，７６に案内されて昇降自在とされた案内板部材７７と、この案内板部材７７の前面下部に前方に突出するよう固定された固定台７８と、この固定台７８の上面に水薬ボトル４を直接載置して、水薬ボトル４の底部が挿入される凹部を有する受け皿８１とを一体、または別体に有する。
【００３２】
昇降装置２５は、昇降用モータ８２と、本体６の前面下部に配置されて昇降用モータ８２の駆動によって駆動するベルト機構とを有する。昇降用モータ８２は本体６の前板１３の裏面に、その駆動軸が前方に突出するよう取付けられ、駆動軸には、駆動プーリ８５が本体６の前板１３下部から水平方向前方に突出するように取付けられている。ベルト機構は、案内板部材７７の側方部に固定されたベルト固定具８６と、駆動プーリ８５の斜め下方に配置されたテンションプーリ８７と、上下方向に離間して配置された巻回プーリ９０，９１と、各プーリ８５，８７，９０，９１に巻回されるベルト９２とを有する。昇降装置２５の駆動については、不図示の駆動スイッチを操作することで行うよう構成している。
【００３３】
上記構成において、処方箋に基づいて水薬２を水薬ボトル４に供給する際の、水薬供給動作を説明する。作業者が電源スイッチをオン操作すると、位置検出装置が、供給ボトル３が所定位置にある場合、すなわち、初めに使用しようとする供給ボトル３が載置台２４に載置した水薬ボトル４に前後方向（載置体５の径方向）で対向し、その供給ボトル３に対応する供給ノズル２２が水薬ボトル４の直上位置であることを検出している場合は、制御装置がポンプ駆動部２０を駆動するよう制御する。
【００３４】
ポンプ駆動部２０の駆動とは、ソレノイド４８が駆動してバネ５０の弾性に抗してサーボモータ４６がその供給ポンプ１８の従動歯車４１に向けて横方向（径方向）に前進し、駆動歯車４７が従動歯車４１に係合（噛合）した位置を位置検出センサ５１が検出して、サーボモータ４６が駆動して駆動歯車４７とともに従動歯車４１が回転することであり、駆動歯車４７の回転により、供給ポンプ１８が駆動することになる。そして、供給ポンプ１８が駆動すると、供給ボトル３内の水薬２が吸い上げられ、水薬２が水薬供給管２１内を通過して供給ノズル２２の水薬吐出口部２６から水薬２が吐出することになる。
但し、前記位置検出装置が、供給ボトル３が所定位置にないことを検出した場合、制御装置は正面に最も近い位置にある供給ボトル３を正面に対するべく回転駆動部１７を駆動させることになる。
【００３５】
上記のように、サーボモータ４６のモータ軸には回転部として駆動歯車４７が連結されており、供給ポンプ１８には該供給ポンプ１８を駆動させるための被回転部として従動歯車４１が連結されており、供給ポンプ１８を駆動させる際には、上記のようにサーボモータ４６が横方向に前進することで、横方向（径方向）には不動である供給ポンプ１８に対して、サーボモータ４６が横方向に移動することになる。換言すれば、サーボモータ４６が上下方向軸線１６側から径方向外方へ向けて径方向で対向する供給ポンプ１８に対して水平軸線４５に沿うように移動することで、従動歯車４１の被当接面６４に対して駆動歯車４７の当接面６５が当接して、両者が噛合するようになり、サーボモータ４６が駆動して、モータ軸が正回転することにより、従動歯車４１が水平軸線４５回りに回転し、供給ポンプ１８が駆動して、水薬２が水薬ボトル４に供給される。
【００３６】
ここで、仮に駆動歯車４７の歯溝６８，６９と従動歯車４１の歯溝６８，６９とが周方向に位置ずれした状態で噛合する場合を考える。当接面６５および被当接面６４は、軸線６６，６７を中心として径方向外方へ向かうほど互いに周方向の離間距離が大きくなる放射状でしかも周方向断面において、三角形状で且つ周方向に連続する歯溝６８，６９から形成されている。このため、仮に駆動歯車４７と従動歯車４１の歯溝６８，６９の歯６８の側面６８ａどうしが周方向に隙間を有するように位置ずれして噛合した状態であっても、駆動歯車４７が、位置ずれした分だけ回転すれば従動歯車４１が直ちに正回転することになり、歯溝６８，６９の形状から、歯溝６８，６９どうしの三角形の斜辺どうしが周方向で当接するまでにほとんど時間を要しないことになる。このため、仮に駆動歯車４７の歯溝６８，６９と従動歯車４１の歯溝６８，６９とが周方向に位置ずれして噛合した状態であっても、従動歯車４１の回転の反応性が向上することになるから、供給ポンプ１８の駆動時のロスが極めて少なくなり、水薬ボトル４への水薬２の供給精度を向上させることができる。
【００３７】
また、軸線６６，６７どうしが位置ずれした状態であっても、駆動歯車４７および従動歯車４１の歯溝６８，６９の側面６８ａどうしは周方向で傾斜面どうしが当接することになるから、駆動歯車４７の回転は従動歯車４１に伝達され、歯溝６８，６９どうしが噛合することで、軸線６６，６７どうしが位置ずれしていても、支軸６２，６３が撓む状態を回避することができるから、サーボモータ４６の駆動に伴う異音の発生や振動を抑制することができる。
【００３８】
さらに、駆動歯車４７および従動歯車４１の歯溝６８，６９において各歯６８の頂部７０の高さ位置を、溝６９の頂部７１を基準として同一に設定し、各歯６８は、その頂部７０の高さを軸心へ向かって低くなるよう傾斜しており、各溝６９の頂部７１の高さを軸心へ向かって高くなるよう傾斜させており、両頂部７０，７１は駆動歯車４７の中心である軸線６６においてその高さを一致するよう形成しているから、駆動歯車４７の歯溝６８，６９と従動歯車４１の歯溝６８，６９とが周方向に位置ずれない場合では、駆動歯車４７および従動歯車４１の歯溝６８，６９は、隙間無く合致することになる。このため、駆動歯車４７の回転がダイレクトに従動歯車４１に伝達されることになるから、駆動歯車４７の駆動力の損失を最小限に抑えることができる。
【００３９】
この実施形態の水薬供給装置１では、サーボモータ４６の正回転（正駆動）によって供給ポンプ１８が水薬２を水薬ボトル４に供給するようになり、ひとつの水薬供給ボトル３からの水薬２の供給が終了すると、水薬供給ノズル２２から水薬２が滴下しないようにするために、サーボモータ４６を逆回転（逆駆動）させ、供給管２９内に空気を導入するようにしている。
【００４０】
サーボモータ４６を逆回転させるとは、モータ軸を逆回転させることであるが、歯溝６８，６９の周方向の断面形状は、上記したように二等辺三角形であるから、正回転と同じ回転トルクによって従動歯車４１を逆回転させることができる。この場合、三角形の底角の何れかが直角であると、正回転、逆回転の回転トルクが同一であってとしても、従動歯車４１の直角の底角側の歯６８の面に駆動歯車４７の直角の底角側の歯６８の面が周方向から当接する場合と、従動歯車４１の直角でない底角側の歯６８の面に駆動歯車４７の直角でない底角側の歯６８の面が周方向から当接する場合とでは、従動歯車４１の直角でない底角側の歯６８の面に駆動歯車４７の直角でない底角側の歯６８の面が周方向から当接する場合を、従動歯車４１の直角の底角側の歯６８の面に駆動歯車４７の直角の底角側の歯６８の面が周方向から当接する場合に比べて、歯６８の斜面どうしにその方向のベクトルが発生している分だけサーボモータ４６を従動歯車４１側に押圧する力（従動歯車４１に駆動歯車４７を軸方向で当接させる力）を大きくしなければならない。
【００４１】
しかしながら、本発明の実施形態におおける歯溝６８，６９形状のように周方向断面を二等辺三角形に形成することにより、サーボモータ４６の正回転および逆回転何れの場合も、歯６８どうしの周方向の係止力は同じであるから、従動歯車４１に駆動歯車４７を押し付ける力としては、何れの方向へも同等の力で従動歯車４１を回転させることができる。
【００４２】
ひとつの供給ボトル３からの水薬２の供給が終わるか、その供給ボトル３内の水薬２を残した状態で別の供給ボトル３内の水薬２を使用する場合には、周方向で隣りにある供給ボトル３が水薬ボトル４の前後方向で対応し周方向の隣りにある供給ノズル２２が水薬ボトル４の直上位置に至るまで、制御装置６８は回転駆動部１７に駆動信号を出力して、載置体５およびノズル取付け板５３を上下方向軸線１６回りに回動させて、これらを停止させる。続いて制御装置６８は、サーボモータ４６に駆動信号を出力し、これにより駆動歯車４７および従動歯車４１が回転し、供給ポンプ１８が駆動して、供給ノズル２２の水薬吐出部２６から水薬ボトル４に水薬２が吐出される。上記のような動作を繰返して、順次載置台２４に載置される水薬ボトル４に水薬２を供給するよう動作する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態を示す水薬供給装置の一部を示す上方からの斜視図
【図２】同じく吊持手段を中心に描いた破断斜視図
【図３】同じく水薬供給装置の一部を示す側面図
【図４】同じく水薬供給装置の一部を示す拡大正面図
【図５】同じく水薬供給装置の一部を示す上方からの拡大斜視図
【図６】同じく天板を取除いた状態での平面図
【図７】同じく天板を取除いた状態でのノズル取付け板およびポンプ駆動部を示す変図
【図８】同じく供給ポンプの従動歯車と駆動歯車との噛合状態を示す斜視図で噛合前の斜視図
【図９】同じく供給ポンプの従動歯車と駆動歯車との噛合状態を示す斜視図で噛合後の斜視図
【図１０】同じく駆動歯車の構造を示す後方からの斜視図
【図１１】同じく駆動歯車の構造を示す前方からの斜視図
【図１２】同じく駆動歯車の構造を示す側面図
【図１３】同じく駆動歯車の構造を示す正面図
【符号の説明】
【００４４】
１…水薬供給装置、２…水薬、３…供給ボトル、４…水薬ボトル、１６…上下方向軸線、１７…回転駆動部、１８…供給ポンプ、２０…ポンプ駆動部、２１…水薬供給管、２２…供給ノズル、２４…載置台、２６…水薬吐出口部、４１…従動歯車、４５…水平軸線、４６…サーボモータ、４７…駆動歯車、４８…ソレノイド、５０…バネ、５１…位置検出センサ、６４…被当接面、６５…当接面、６６，６７…軸線、６８…歯、６９…溝、７０，７１…頂部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水薬供給ボトル内に供給管を挿入し供給管の途中部分を供給ポンプに接続して、該供給ポンプの回転を駆動することで該水薬ボトル内の水薬を水薬ボトルに供給するよう構成された水薬供給装置であって、
前記供給ポンプに支軸回りに回転して該供給ポンプを駆動させるための被回転部が付設され、該被回転部に支軸の軸線方向から接近して当接することで被回転部に回転方向で係止する回転部を有する駆動モータが設けられ、
被回転部が回転部に当接する被当接面、および回転部が被回転部に当接する当接面は、軸線を中心として径方向外方へ向かうほど互いに周方向の離間距離が大きくなる放射状でしかも周方向断面が二等辺三角形状で、且つ周方向に連続する歯溝から形成されており、
各歯はその頂部の高さが軸心へ向かって低くなるよう傾斜しており、各溝はその頂部の高さが軸心へ向かって高くなるよう傾斜していることで、被当接面および当接面が互いに噛合する同一形状に形成されていることを特徴とする水薬供給装置。
【請求項２】
回転部および被回転部は円板状に形成されており、被当接面および当接面の回転中心側に凹部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の水薬供給装置。
【請求項３】
供給ポンプは、駆動モータの正回転により水薬を水薬ボトルに供給するよう駆動し、駆動モータの逆回転により水薬を水薬ボトル側に戻すようにして供給管から水薬が水薬ボトルに不要に滴下するのを防止するよう駆動する構成であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の水薬供給装置。
【請求項１】
水薬供給ボトル内に供給管を挿入し供給管の途中部分を供給ポンプに接続して、該供給ポンプの回転を駆動することで該水薬ボトル内の水薬を水薬ボトルに供給するよう構成された水薬供給装置であって、
前記供給ポンプに支軸回りに回転して該供給ポンプを駆動させるための被回転部が付設され、該被回転部に支軸の軸線方向から接近して当接することで被回転部に回転方向で係止する回転部を有する駆動モータが設けられ、
被回転部が回転部に当接する被当接面、および回転部が被回転部に当接する当接面は、軸線を中心として径方向外方へ向かうほど互いに周方向の離間距離が大きくなる放射状でしかも周方向断面が二等辺三角形状で、且つ周方向に連続する歯溝から形成されており、
各歯はその頂部の高さが軸心へ向かって低くなるよう傾斜しており、各溝はその頂部の高さが軸心へ向かって高くなるよう傾斜していることで、被当接面および当接面が互いに噛合する同一形状に形成されていることを特徴とする水薬供給装置。
【請求項２】
回転部および被回転部は円板状に形成されており、被当接面および当接面の回転中心側に凹部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の水薬供給装置。
【請求項３】
供給ポンプは、駆動モータの正回転により水薬を水薬ボトルに供給するよう駆動し、駆動モータの逆回転により水薬を水薬ボトル側に戻すようにして供給管から水薬が水薬ボトルに不要に滴下するのを防止するよう駆動する構成であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の水薬供給装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００８−１１９０２４（Ｐ２００８−１１９０２４Ａ）
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３０２７９１（Ｐ２００６−３０２７９１）
【出願日】平成１８年１１月８日（２００６．１１．８）
【出願人】（５９３１２９３４２）高園産業株式会社 (232)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月８日（２００６．１１．８）
【出願人】（５９３１２９３４２）高園産業株式会社 (232)
【Ｆターム（参考）】
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