JP2005241256A - 分注装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 省スペース、安価で、溶液の種類を選ばない分注装置を提供する。
【解決手段】 本発明の分注装置は、シリンダ３と、ピストン４と、シリンダの先端部に設けたノズル１と、ピストンを作動させるボールネジ５と、ボールネジを回転させるサーボモータ２とを備えたもので、シリンダとノズルの間に接続した柔軟性のあるチューブ６と、チューブを押す押子７と、チューブを挟んで押子と反対側に設けたチューブ固定具７と、押子を駆動する押子駆動手段とを備え、サーボモータにより、一定の圧力をピストンに加えた状態で、押子駆動手段を駆動させチューブを押子とチューブ固定具によりチューブの開閉を行うものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、生物や化学的な検査や調剤のために、試薬などを分注する分注装置に関する。

従来の分注装置として、つぎのものが提案されている。
第一は、図５に示すように、円筒状のシリンダ３内にあるピストン４を、サーボモータ２を使いピストン４の位置を制御することで、ノズル１の先端より排出される液量を調整している。また、ボールネジ５は、サーボモータ２の回転運動を直線運動に変換しピストン４を駆動すると同時に、サーボモータ２の回転数を減速してピストン４に伝えることで、ピストン４の位置決め分解能を高めている（例えば、特許文献１参照）。
第二は、図６に示すように、ノズル１の先端内部に磁性体でできたバルブ１０を備え、ピストン４に一定圧力を加えた状態で、ノズル１外部から電磁コイル１１によりバルブ１０を開閉することで、排出さされる液量を調整するものである（例えば、特許文献２参照）。
特開2002 −243750号公報（図１） 特開2003 −98050号公報 このように従来の分注装置は、サーボモータの精度を高める、もしくはボールネジの減速比を大きくとることにより、もしくは磁性体でできたバルブを、電磁コイルを用いて開閉することで、排出される液量を調整している。

ところが、従来の第一の分注装置では、排出する液量を高精度に制御するために、高精度なサ-ボモータ２が必要となり低コスト化が難しいという問題があった。また、排出する液量を高精度に制御するために、シリンダ３を長くする方法や高減速比のボールネジ５を用いる方法もとられているが、小型化することができないという問題もあった。
また、第二の分注装置では、バルブ１０が磁性体材料である必要があるため、溶液がバルブ１０の材料と化学的に反応するものには適応できないという問題点がある。さらに、電磁コイル１１による誘導電流や温度上昇、磁界などに影響を受ける溶液にも適応できないという問題点がある。
そこで、本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、省スペースが可能で、安価な、かつ分注する溶液の種類を選ばず、微量な溶液を排出できる分注装置を提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
請求項１に記載の発明は、シリンダと、ピストンと、前記シリンダの先端部に設けたノズルと、前記ピストンを作動させるボールネジと、前記ボールネジを回転させるサーボモータとを備えた分注装置において、前記シリンダと前記ノズルの間に接続した柔軟性のあるチューブと、前記チューブを押す押子と、前記チューブを挟んで前記押子と反対側に設けたチューブ固定具と、前記押子を駆動する押子駆動手段とを備え、前記サーボモータにより、一定の圧力を前記ピストンに加えた状態で、前記押子駆動手段を駆動させ前記チューブを前記押子と前記チューブ固定具によりチューブの開閉を行うものである。
請求項２に記載の発明は、前記押子駆動手段を超磁歪素子を用いたリニアアクチュエータとしたものである。
請求項３に記載の発明は、シリンダと、ピストンと、前記シリンダの先端部に設けたノズルと、前記ピストンを駆動させる減速機と、前記減速機を回転させるサーボモータとを備えた分注装置において、前記シリンダは、長さを長くした螺旋状とし、前記ピストンは前記シリンダに挿入できるよう可撓性の材料としたことを特徴とする分注装置。
請求項４に記載の発明は、前記減速機の軸に前記ピストンを巻き取るリールを設けたものである。

請求項１および２記載の発明によれば、チューブを開閉する機構を用いているので、省スペースかつ安価に、溶液を排出することができる。また、溶液の種類を選ばず、微量な溶液の排出制御をすることができる。
請求項３および４記載の発明によれば、螺旋状シリンダを用いているので、分注装置を安価で小型化することができる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

図１は、本発明の実施例１を示す分注装置の断面図である。図において、１はノズル、２はサーボモータ、３はシリンダ、４はピストン、５はボールネジ、６は柔軟性のあるチューブ、７は押子、８は押子７を駆動する押子駆動手段のアクチュエータ、９はチューブ固定具である。アクチュエータ８は、超磁歪素子のリニアアクチュエータを用いた。
本発明が特許文献１および特許文献２と異なる部分は、サーボモータ２によりボールネジ５を介して、シリンダ３に一定圧力を加えた状態で、押子８とチューブ固定具９によりチューブ６の開閉を、アクチュエータ８により高速かつ連続に行う部分である。

つぎに、本実施例の動作について述べる。
まず、サーボモータ２によりボールネジ５を介して、シリンダ３に一定圧力を加えておく。このとき、サーボモータ２は定トルク制御されている。
溶液の排出は、押子７とチューブ固定具９によりチューブ６の開閉により行われる。図２に示すように、排出しないときは、押子７とチューブ固定具９によりチューブ６を挟み込みことで、溶液の排出を止める。
排出時には、図３に示すように、押子７とチューブ６を離れた状態とすることで、溶液を排出する。このとき、シリンダ３にはサーボモータ２により一定圧力が加えられているので、溶液は強制的にノズル1より排出される。
チューブ６の開閉のための押子７の移動はアクチュエータ８により行われる。
溶液の排出量の制御は、押子７とチューブ固定具９によるチューブ６の1回の開閉時間を最小排出量となる時間とし、必要な排出量になるまで、チューブ６の開閉を高速に繰り返すことでおこなう。

図４は、本発明の実施例２を示す分注装置の斜視図である。図において、１２は螺旋状シリンダ、１３は屈曲性ピストン、１４は減速機、１５は屈曲性ピストン１３を巻きつけるリールである。螺旋状シリンダ１２は、内径を細くし、長さを長くしている。
本発明が特許文献１と異なる部分は、シリンダを螺旋状シリンダ１２とした部分と、ピストンを屈曲性ピストン１３とした部分である。

つぎに、本実施例の動作について述べる。
減速機１４により減速されたサーボモータ２の駆動力によりリール１５を回転することで、リール１５に巻きつけられた屈曲性ピストン１３が、螺旋状シリンダ１２内を移動することにより、液を吸入および排出する。このとき、螺旋状シリンダ１２の内径を細くし、長さを長くしているため、屈曲性ピストン１３の移動距離が長くなり、排出する液量の制御に必要なサーボモータ２の最小分解能を粗くすることができる。また、螺旋状シリンダ１２は螺旋状の形状をしているため、分注装置を小型化するとすることができる。
また、減速機１４は、高精度な液量制御をしないときは、必要としない。

本発明の実施例１を示す分注装置の断面図 図１の先端部を示す溶液を排出しないときの部分拡大断面図 図１の先端部を示す溶液を排出するときの部分拡大断面図 本発明の実施例２示す分注装置の斜視図 従来の分注装置を示す断面図 従来の他の分注装置を示す断面図

符号の説明

１ ノズル
２ サーボモータ
３ シリンダ
４ ピストン
５ ボールネジ
６ チューブ
７ 押子
８ アクチュエータ
９ チューブ固定具
１０ バルブ
１１ 電磁コイル
１２ 螺旋状シリンダ
１３ 屈曲性ピストン
１４ 減速機
１５ リール

Claims (4)

1. シリンダと、ピストンと、前記シリンダの先端部に設けたノズルと、前記ピストンを作動させるボールネジと、前記ボールネジを回転させるサーボモータとを備えた分注装置において、
   前記シリンダと前記ノズルの間に接続した柔軟性のあるチューブと、前記チューブを押す押子と、前記チューブを挟んで前記押子と反対側に設けたチューブ固定具と、前記押子を駆動する押子駆動手段とを備え、前記サーボモータにより、一定の圧力を前記ピストンに加えた状態で、前記押子駆動手段を駆動させ前記チューブを前記押子と前記チューブ固定具によりチューブの開閉を行うことを特徴とする分注装置。
2. 前記押子駆動手段は、超磁歪素子を用いたリニアアクチュエータであることを特徴とする請求項１に記載の分注装置。
3. シリンダと、ピストンと、前記シリンダの先端部に設けたノズルと、前記ピストンを駆動させる減速機と、前記減速機を回転させるサーボモータとを備えた分注装置において、
   前記シリンダは、長さを長くした螺旋状とし、前記ピストンは前記シリンダに挿入できるよう可撓性の材料としたことを特徴とする分注装置。
4. 前記減速機の軸に前記ピストンを巻き取るリールを設けたことを特徴とする請求項３記載の分注装置。

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