CN104930189B - 自动密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种即便不使用产生大转矩的电动机也能够以高密封性进行配管向流路板的内部流路的连接的自动密封装置。自动密封装置具备驱动体，该驱动体以使配管的顶端与板的一个表面对置的方式保持该配管，且在配管的顶端侧设有密封构件，该密封构件包围配管顶端部的周围，并且在将配管与孔连接时以包围孔的周围的方式与板的一个表面相接。驱动体能够向相对于板的一个表面垂直的方向移动。驱动体由在外周面上设有螺纹的丝杠、使该丝杠旋转的丝杠旋转机构、根据丝杠的旋转而向丝杠的轴向移动的移动部、以及将移动部与驱动体连结且使来自移动部的力增大而向驱动体传递的连杆机构驱动。

Description

自动密封装置

技术领域

本发明涉及一种向在内部形成有流路的流路板的表面上设置的连接用的孔中保持气密地连接配管、管嘴的端部的自动密封装置。作为流路板，例如可以列举流路成为气相色谱法/液相色谱法的分析柱的塔板、在流路中包含反应容器等的分析用板、以及电泳用微板等。

背景技术

一般而言，在例如电泳用的微板等内部具有细微流路的流路板的表面上，设有与其内部流路相通的孔。为了向所述流路板的内部流路中注入液体，需要向与内部流路相通的表面的孔中保持液密地连接配管，并施加高压力而送入液体。在代替液体而注入气体的情况下也是同样的。

作为相对于流路板表面的孔而具有密封性地连接配管的方法，可以列举在配管的顶端侧具备密封垫，并将该密封垫向板的孔的周围强力地按压的方法(例如，参照专利文献1的图5。)。若没有在密封垫与板之间确保高密封性，则可能产生从密封垫与板之间发生漏液，或者得不到用于将液体向内部流路压入的压力等问题。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-214710号公报

发明要解决的课题

为了将密封垫以强力向板侧按压，需要产生大转矩的大型电动机，然而，若具备大型电动机，则装置整体大型化而难以实现小型化。

发明内容

因而，本发明的目的在于提供一种即便不使用产生大转矩的电动机也能够以高密封性进行配管向流路板的内部流路的连接的自动密封装置。

用于解决课题的方案

本发明涉及一种向在具有内部流路的板的表面上设置的、与内部流路相通的孔上连接配管的自动密封装置。该自动密封装置具备：驱动体，其以使配管的顶端与板的一个表面对置的方式保持配管，且在配管的顶端侧设有密封构件，该密封构件包围配管顶端部的周围，并且在将配管与孔连接时以包围孔的周围的方式与板的一个表面相接；引导件，其将驱动体保持为仅能够向相对于板的一个表面垂直的方向移动；丝杠，其轴向为不与驱动体的可移动方向平行的方向，且在其外周面上设有螺纹；丝杠旋转机构，其具有电动机，且将该电动机的转矩向丝杠传递而使丝杠以其轴为中心进行旋转；移动部，其在内周面上设有与丝杠的外周面的螺纹螺合的螺纹，且根据丝杠的旋转而向丝杠的轴向移动；以及连杆机构，其将移动部与驱动体连结，且使来自移动部的力增大而向驱动体传递。

作为更具体的方式，可以列举，丝杠的轴向为相对于驱动体的可移动方向垂直的方向，连杆机构由连杆构件构成，连杆构件的一端可旋转地连结于驱动体，另一端可旋转地连结于移动部，且在包含移动部的移动方向与驱动体的移动方向在内的一个平面内被驱动。若采用所述结构，则装置的结构变得简单。

另外，优选的是，驱动体具备：驱动体主体，其连结有连杆机构；密封保持件，其对配管顶端部以及密封构件进行保持；以及弹性构件，其配置为连结驱动体主体与密封保持件且在该驱动体的移动方向上伸缩，驱动体主体与密封保持件构成为通过弹性构件的伸缩而在该驱动体的移动方向上相对地移动。这样一来，能够通过弹性构件的弹力来防止密封构件向板过度按压，从而能够防止密封构件的破损。

优选的是，在成为该自动密封装置的对象的板的一个表面上设有与孔具有恒定的位置关系的定位用凹部或定位用孔，驱动体具备比密封构件向顶端侧突出的定位销，在密封构件与板的表面接近时，在密封构件与该板表面接触之前，定位销嵌入到定位用凹部或定位用孔而进行配管顶端部以及密封构件相对于该板的定位。这样一来，密封构件相对于板表面的孔的定位变得容易。

发明效果

在本发明的自动密封装置中，构成为通过电动机使增力机构的一种即丝杠旋转而使移动部向丝杠的轴向移动，并将移动部的移动进一步通过另外的增力机构即连杆机构向驱动部传递，从而使在顶端处设有密封构件的驱动部向相对于板表面垂直的方向移动，因而即使不使用产生大转矩的大型电动机，也能够以强力向板表面按压密封构件，且能够保持高密封性地将配管与板表面的孔连接。由此，能够实现装置的小型化。

附图说明

图1是简要示出自动密封装置的一个实施例的主视局部剖视图。

图2是将该实施例与流路板一并示出的主视局部剖视图。

附图标记说明：

1 自动密封装置

2 框体

2a 板设置部

4 流路板

4a 孔

4b 内部流路

4c 定位用凹部

6 驱动体

7 配管

8 密封构件

10 密封保持件

12 弹性构件

14 引导件

16 电动机

18 电动机安装部

20、24 带轮

26 丝杠保持件

28 丝杠

30 滑动轴

31 螺母

31a 螺母内周面

32 连杆构件

34、36 连结部

38 定位销

具体实施方式

使用图1以及图2对自动密封装置的一个实施例进行说明。

该自动密封装置1是相对于设有内部流路4b且在其一个表面上设有与内部流路4b相通的孔4a的流路板4，保持气密以及液密且自动地连接配管7的装置。在框体2的下部设有载置流路板4的板设置部2a。在该实施例中，将流路板4配置为设有孔4a的表面朝向上方，然而本发明不限于此。也可以配置为设有孔4a的表面朝向上方以外的其他方向，将密封构件8构成为相对于该面垂直地按压。

设有向与流路板4的孔4a垂直的方向(铅垂方向)移动的驱动体6。驱动体6借助后述的驱动机构而朝向铅垂方向移动。驱动体6具备密封保持件10，该密封保持件10保持应与流路板4的孔4a连接的配管7的顶端部，并在该配管的顶端侧具备密封构件8。配管7连通至密封保持件10的顶端，且在密封保持件10的顶端部设有圆筒状的密封构件8。通过将密封构件8向流路板4的一个表面的孔4a的周围按压，从而保持气密以及液密地连接孔4a与配管7之间。密封构件8例如由PEEK(聚醚醚酮)树脂构成。

驱动体6被设于框体2的侧壁内侧的引导件14保持为仅能够向铅垂方向移动。驱动体6主体与密封保持件10借助在铅垂方向上伸缩的螺旋弹簧等弹性构件12进行连结，且驱动体6主体与密封保持件10能够在铅垂方向上相对移动。由此，即便在密封构件8与流路板4相接的状态下，进一步使驱动体6向流路板4侧移动，也能够通过弹性构件12变形来防止密封构件8向流路板4过度按压。

用于将驱动体6向铅垂方向驱动的驱动机构由丝杠28、使丝杠28旋转的丝杠旋转机构17、向丝杠28的轴向(水平方向)移动的滑动轴30(移动部)、以及将滑动轴30向水平方向的移动转换为驱动体6向铅垂方向的移动的连杆构件32(连杆机构)构成。

丝杠28在比驱动体6靠上方的位置处水平地配置。丝杠旋转机构17由电动机16、带轮20、24、带22以及丝杠保持件26构成。

丝杠28的一端侧由丝杠保持件26保持，且在丝杠28的一端设有带轮24。在丝杠保持件26的内侧设有将丝杠28保持为能够旋转的轴承。在比丝杠28靠下方的位置处设有电动机安装部18。电动机16在使其驱动轴为水平的状态下安装于电动机安装部18。在电动机16的驱动轴上装配有带轮20，且在装配于电动机16的带轮20与装配于丝杠28的带轮24之间搭设有带22。当电动机16旋转时，带轮20旋转，其转矩经由带22而向丝杠28传递，丝杠28以其轴为中心进行旋转。

需要说明的是，只要是能够在装配于电动机16的驱动轴的带轮20与装配于丝杠28的带轮24之间搭设带22的位置，可以将电动机16设于任何位置。

在丝杠28的外周面上设有螺纹。滑动轴30装配于丝杠28。滑动轴30与螺母31形成为一体，该螺母31在内周面31a具有与丝杠28的外周面的螺纹螺合的螺纹。滑动轴30通过后述的连杆构件32与驱动体6连结，由此伴随着丝杠28的旋转的旋转动作受到抑止。由此，当丝杠28旋转时，滑动轴30不会伴随其旋转而旋转，而是向丝杠28的轴向即水平方向移动。

驱动体6与滑动轴30通过连杆构件32来连结。若将丝杠28的轴向设为X轴方向、将铅垂方向设为Y轴方向，则连杆构件32的一端侧的连结部34与滑动轴30连结，使得连杆构件32能够在X-Y平面上旋转。连杆构件32的另一端侧的连结部36也同样与驱动体6连结，使得连杆构件32能够在X-Y平面上旋转。连杆构件32被设置为将连结部34与36连结的轴(连杆轴)相对于铅垂方向具有角度θ。驱动电动机16，使得在驱动体6下降时θ接近0°，驱动电动机16，使得在驱动体6上升时θ变大。

当丝杠28因电动机16的旋转而旋转时，滑动轴30向水平方向移动，且连杆构件32的一端侧的连结部34与滑动轴30一起向水平方向移动。由于连杆构件32的连结部34与连结部36之间的距离不变，因而伴随着连结部34向水平方向的移动，连结部36向铅垂方向移动，且驱动体6向铅垂方向移动。

通过丝杠28的旋转而使滑动轴30向水平方向移动的机构成为增力机构，将滑动轴30向水平方向的移动转换为驱动体6向铅垂方向的移动的连杆机构(连杆构件32)也成为增力机构。通过这些增力机构，电动机16的转矩被放大而向驱动体6传递，即便电动机16不是产生大的转矩的电动机，也能够向流路板4以强力按压密封构件8。

在将密封构件8向流路板4按压时，利用其反作用而向驱动体6作用上升方向的力，且该力作用于经由连杆构件32而按回滑动轴30的方向。然而，由于该力的方向为相对于丝杠28的旋转方向垂直的方向，因而丝杠28不会因来自驱动体6的反作用的力而旋转，该力不会向电动机16传递。因此，在将密封构件8按压于流路板4的状态时，能够使电动机16停止。

在该实施例中，设有从驱动体6的下端向下方突出的定位销38。将定位销38的下端的位置设定为比密封构件8的下端面靠下方。在流路板4上设有用于向与孔4a具有一定的位置关系的位置处插入定位销38的定位用凹部4c。以使定位用凹部4c位于定位销38的正下方的方式将流路板4相对于定位销38进行定位。为了进行该定位，可以通过在板设置部2a上设置X-Y台来自动地进行定位。在定位之后，通过将定位销38插入定位用凹部4c，从而正确定位密封构件8与孔4a彼此的位置。需要说明的是，也可以代替定位用凹部4c而将贯通流路板4的定位用孔设于流路板4，向该定位用孔中插入定位销38而进行定位。

丝杠旋转机构17不限于该实施例示出的例子，也可以构成为电动机16的转矩经由齿轮向丝杠28传递。

Claims (4)

1.一种自动密封装置，其向在具有内部流路的板的一个表面上设置的、与所述内部流路相通的孔上连接配管，其中，

所述自动密封装置具备：

驱动体，其以使所述配管的顶端与所述板的所述一个表面对置的方式保持所述配管，且在所述配管的顶端侧设有密封构件，该密封构件包围所述配管顶端部的周围，并且在将所述配管与所述孔连接时以包围所述孔的周围的方式与所述板的所述一个表面相接；

引导件，其将所述驱动体保持为仅能够向相对于所述板的所述一个表面垂直的方向移动；

丝杠，其轴向为不与所述驱动体的可移动方向平行的方向，且在其外周面上设有螺纹；

丝杠旋转机构，其具有电动机，且将该电动机的转矩向所述丝杠传递而使所述丝杠以其轴为中心进行旋转；

移动部，其在内周面上设有与所述丝杠的外周面的螺纹螺合的螺纹，且根据所述丝杠的旋转而向所述丝杠的轴向移动；以及

连杆机构，其将所述移动部与所述驱动体连结，且使来自所述移动部的力增大而向所述驱动体传递。

2.根据权利要求1所述的自动密封装置，其中，

所述丝杠的轴向为相对于所述驱动体的可移动方向垂直的方向，

所述连杆机构由连杆构件构成，所述连杆构件的一端可旋转地连结于所述驱动体，另一端可旋转地连结于所述移动部，且在包含所述移动部的移动方向与所述驱动体的移动方向在内的一个平面内被驱动。

3.根据权利要求1或2所述的自动密封装置，其中，

所述驱动体具备：

驱动体主体，其连结有所述连杆机构；

密封保持件，其对所述配管顶端部以及所述密封构件进行保持；以及

弹性构件，其配置为连结所述驱动体主体与所述密封保持件，且在该驱动体的移动方向上伸缩，

所述驱动体主体与所述密封保持件构成为通过所述弹性构件的伸缩而在该驱动体的移动方向上相对地移动。

4.根据权利要求1或2所述的自动密封装置，其中，

在成为该自动密封装置的对象的板的所述一个表面上设有与所述孔具有恒定的位置关系的定位用凹部或定位用孔，

所述驱动体具备比所述密封构件向顶端侧突出的定位销，在所述密封构件与所述板的表面接近时，在所述密封构件与该板表面接触之前，所述定位销嵌入到所述定位用凹部或所述定位用孔而进行所述配管顶端部以及所述密封构件相对于该板的定位。