JP2004061397A

JP2004061397A - 分注装置等におけるシリンダユニット、およびその吸入・吐出量調整システム

Info

Publication number: JP2004061397A
Application number: JP2002222561A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Hasegawa; 長谷川　達夫; Koji Inoue; 井上　光司
Original assignee: Nippon Pulse Motor Co Ltd
Current assignee: Nippon Pulse Motor Co Ltd
Priority date: 2002-07-31
Filing date: 2002-07-31
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2022-07-31
Also published as: JP4036053B2

Abstract

【課題】外径の異なるプランジャー１２１を取替えセットするシステム構築が実現化され、ピストン駆動による可変速度制御では対応することのできない試液を取り扱う場合であっても、吸入・吐出量や分注スピードの設定値を変更調整することが可能となり、試液の性質や種類等の特性に対する最適な吸入・吐出の定量値と分注スピードをもって効率良く作業が行え、１つのシリンダユニット１で取り扱うことのできる試液の種類を大幅に拡大することができる。
【解決手段】シリンダユニット１を形成するシリンダブロック１１において、各シリンダ１１１内部を、前記ノズルチップ２側の細筒領域１１２とプランジャー１２１側の太筒領域１１３とに区画形成せしめ、該太筒領域１１３を、挿入される前記プランジャー１２１の外径変化に伴うピストン駆動で試液の吸入量と吐出量を調整する調整領域に構成する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分注装置、分析装置等において、容器内の試液をノズルチップ内に定量吸入し、吐出するためのシリンダユニットおよびその吸入・吐出量調整システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、容器内の試液をノズルチップ内に定量吸入し、複数の分注容器に小分けして定量吐出するためには、使用される試液の粘度、性質や種類等の特性を考慮し、その吸入量や吐出量を定量調整し、かつ吸引スピードや吐出スピードを調整して行う必要がある。
【０００３】
ところで、従来、分注装置等におけるシリンダユニットでは、例えば特開２００１−３３４６３号公報に開示された図３の如く、先端側でノズルチップ（Ｋ１０２）が装着される複数のシリンダ（Ｋ２３）を有するシリンダブロック（Ｋ６７）と、前記各シリンダ（Ｋ２３）内に密封嵌装されて昇降機構により一体的にピストン駆動するようプランジャープレート（Ｋ９１）に支持された複数のプランジャー（Ｋ２１）を有するプランジャーブロックとからなるシリンダユニットが知られている。
しかしながら、このものは、シリンダ（Ｋ２３）内部が細筒状の単径管に形成されていて、挿入されるプランジャー（Ｋ２１）もシリンダ（Ｋ２３）の細筒（細管）内径に略適合したものとなっており、定量値やスピード値の調整は、専らプランジャープレート（Ｋ９１）を昇降駆動させて１回分のピストンストロークの挿入量やスピードを変更制御することで行なわれていた。そのため、細管による分注精度、即ち高価な試液を余分に吸引せず、少ない量をゆっくりと精度良く定量取り扱いする場合には適しているものの、試液によってはラフに吸引した方が分注作業時間などの取扱い効率が良く、また、取り扱う試液によってはピストン駆動速度を可変制御することのみで対応することができず、取り扱う試液に応じてシリンダユニットが異なる分注装置を複数用意するなどの対応が強いられ、コスト高となり、その様な試液含め性質の異なる試液を、夫々の性質や使用態様に応じて個別的に定量値や分注スピード値を可変設定するという臨機応変な調整変更することができない欠点がある。更に、チップ保持部としてのノズル（Ｋ１０１）とシリンダ（Ｋ２３）とが別体にてブロック部（Ｋ７５）に取り付けられる構成となっているため、液漏れなどの特殊組付けを必要とし、構造が複雑となり、部品点数が嵩むと共に作業効率が悪いという問題がある。
なお上記符号と共に付した記号（Ｋ）は当該公報に使用されている符号であることを示す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の如き問題点を一掃すべく創案されたものであって、駆動機構によりプランジャーブロックを一体的にピストン駆動させて、試液をノズルチップ内に吸入し、吐出するものでありながら、外径の異なるプランジャーで形成されたものをブロック単位として数種用意し、これを取替えセットするシステム構築が実現化され、ピストン駆動による可変速度制御では対応することのできない試液を取り扱う場合であっても、吸入・吐出量や分注スピードの設定値を変更調整することが可能となり、シリンダ内径やプランジャー外径が異なるシリンダユニットを装備した分注装置などを複数用意する必要も無くなるばかりか、ピストンストロークをも短くでき、設備コストを安価なものとし得て、しかも、試液の性質や種類等の特性に対する最適な吸入・吐出の定量値と分注スピードによって効率良く作業が行え、もって、１つのシリンダユニットで取り扱うことのできる試液の種類が大幅に拡大され、バリエーション化の図られた分注装置等におけるシリンダユニット、おそびその吸入・吐出量調整システムを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明が採用した技術手段は、所定の試液をノズルチップ内に定量吸入し、これを定量吐出するシリンダユニットであって、該シリンダユニットは、先端側でノズルチップが装着されるシリンダを有するシリンダブロックと、前記各シリンダ内に密封嵌装されて駆動機構により一体的にピストン駆動するプランジャーを有するプランジャーブロックとからなり、前記各シリンダ内部を、前記ノズルチップ側の細筒領域とプランジャー側の太筒領域とに区画形成せしめ、該太筒領域は、挿入される前記プランジャーの外径変化に伴うピストン駆動で試液の吸入量と吐出量を調整する調整領域に構成されていることを特徴とするものである。
また、上記課題を解決するために本発明が採用した技術手段は、先端にノズルチップが装着されるシリンダと、該シリンダ内に密封嵌装されて駆動機構によりピストン駆動するプランジャーとからなる分注装置等におけるシリンダユニットであって、前記シリンダ内部を、前記ノズルチップ側の細筒領域とプランジャーが挿入される太筒領域に区画形成する一方、異なる外径のプランジャーを数種用意し、使用される試液の性質等に応じて任意に選択されるプランジャーに基づいて、前記太筒領域の内径とプランジャー外径との間に形成される空域変化により、ピストン駆動に伴うシリンダ内圧を異なしめて試液の吸入量と吐出量の定量値を調整するようにしたことを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を好適な実施の形態として例示する分注装置におけるシリンダユニットを図面に基づいて詳細に説明する。図１は、分注装置に設けられたシリンダユニットの要部正面図である。図に示すように、分注装置に装着されたシリンダユニット１は、先端にノズルチップ２が装着され複数のシリンダ１１１、１１１・・・を有するシリンダブロック１１と、前記各シリンダ１１１内に密封嵌装されて駆動機構３により一体的にピストン駆動する複数のプランジャー１２１、１２１・・・を有するプランジャーブロック１２とから構成されている。
そして、シリンダユニット１は、図示しない作動機構により他の構成部材と共に分注テーブルにセットされた所定のノズルチップ２やカートリッジ容器４の配置部位に対し精度良く位置決めし、ノズルチップ２を同時に挿入保持し、カートリッジ容器４に対し所定量の薬液を分配状に同時に注入出すべく前後、左右、上下方向の任意に夫々動作可能に構成されている。
また、挿入保持されたノズルチップ２、２・・・は、イジェクト板６が下動することにより容易に外せるようになっている
【０００７】
前記シリンダ１１１には、ノズルチップ２を嵌挿保持するチップ保持部１１４が一体形成されており、シリンダホルダー５１に対して都合４個のシリンダ１１１が取り付けられて固定されている。シリンダ１１１の内部は、シリンダ長さの略１／２を境として、前記ノズルチップ２側の細筒（細管）領域１１２とプランジャー１２１側の太筒（太管）領域１１３とに区画形成されており、その外観も細径と太径の外径にて形成されている。換言すれば、細シリンダと太シリンダを一体的に結合した所謂複管構造のものとして形成されている。細筒領域１１２は、内径が略２ｍｍ程度で前記プランジャー１２１のピストン駆動によるシリンダ１１１内の内圧通過路として構成され、太筒領域１１３は、内径が略１０ｍｍ程度で、それ以下の異なる外径を持つプランジャー１２１の挿入が許容されるようになっており、挿入されるプランジャー１２１のの外径変化に伴うピストン駆動で試液の吸入量と吐出量を調整する調整領域として構成されている。
なお、シリンダホルダー５１を分注装置本体に対し着脱自在に構成して、シリンダブロック１１を一体としてまたはシリンダ１１１を個別的に取替えできるようにしても良く、細筒領域１１２および太筒領域１１３の内径設定や配設は割合、形状は任意であり、シリンダ１１１の配設個数も単数を含め任意である。
【０００８】
一方、前記各プランジャー１２１は、プランジャーホルダー５２にその上端部が取り付け固定されており、取り付けられる上端部位を一定の太さとし、シリンダ１１１に挿入される部位のみ外径が可変されるようになっている。プランジャーホルダー５２は、連結プレート５２１にネジ５２２により螺着されると共に、モーター３０１が取り付けられるブラケット３０２に装着された左右の案内ボルト３０３により昇降ガイドされるようになっている。昇降機構３は、プランジャーブロック１２の後部側に配設されており、前記連結プレート５２１は、モーター３０１の出力軸に連結されるカップリング３０４に連結され、送りネジ３０５が回転自在に螺合される連結部材３０６に対して着脱自在に取着される。したがって、プランジャーホルダー５２は、モーター３０１の正逆回転駆動により昇降自在に構成され、プランジャー１２１の前記太筒領域１１３内でのピストン駆動を行わしめることができる。
また、プランジャーブロック１２を外す場合には、前記連結プレート５２１とプランジャーホルダー５２のネジ５２２を外し、同様に連結部材３０６との結合（図示しない）を解離することで行われる。
なお、本実施例ではプランジャーブロック１２を一体として着脱する構成を示したがこれに限定されるものでなく、プランジャー１２１を個別的に着脱するようにし、また、例えば、連結部材３０６とプランジャーホルダー５２とを一体的に連結固定しておき、連結プレート５２１を単なるカバー体として用い、プランジャーホルダー５２に形成された手前側に拡開する上面視Ｕ字状の凹溝とし、各凹溝に対してプランジャー１２１を挿着させてカバー体（連結プレート）５２１で固定するようにしても良い。その際、各プランジャー１２１を予めシリンダ１１１に挿入してセットしておけば、前記各凹溝にワンタッチで装着することができる。
【０００９】
７はＯリングホルダー７１と共に密封手段を構成するＯリングであり、該Ｏリング７は、プランジャー１２１の外周部に設けられ、かつシリンダ１１１の上部入り口の外端部に設けられたＯリングホルダー７１に内装されており、プランジャー１２１の外径変化に対応してそのリンク径の異なるものが用いられる。なお、Ｏリングホルダー７１は、シリンダ１１１に着脱可能な螺入手段、または接着、溶着などの固着手段により一体的に取り付けられている。
【００１０】
叙述の如く構成された本発明の実施例の形態において、所定の試液をノズルチップ２内に定量吸入し、これを他の１つの容器或いは複数の容器等に小分けに定量吐出する分注作業が行われるのであるが、本装置のシリンダユニット１は、各シリンダ１１１の内部が、前記ノズルチップ２側の細筒領域１１２とプランジャー１２１側の太筒領域１１３とに区画形成されており、この太筒領域１１３が、挿入される前記プランジャー１２１の外径変化に伴うピストン駆動で試液の吸入量と吐出量を調整する調整領域に構成されている。このため、駆動機構によりプランジャーブロック１２を一体的にピストン駆動させて、試液をノズルチップ２内に吸入し、吐出するものでありながら、外径の異なるプランジャー１２１で形成されたプランジャーブロック１２を単位としてこれを数種用意し、使用される試液の性質等に応じて任意に選択されたプランジャー１２１の外径に基づいて、前記太筒領域１１３の内径（内周面）とプランジャー１２１の外径（外周面）との間に形成される空域変化により、ピストン駆動に伴うシリンダ内圧を異なしめて試液の吸入量と吐出量の定量値を調整するような取替えセットするシステム構築が実現化することができる。
なお、本実施例のシリンダユニット１は、シリンダ１１１とプランジャー１２１が４つの組合せにより構成したが、１つ以上の組合わせであればその数量は任意であり、シリンダ１１１とプランジャー１２１外径を異ならしめたシリンダユニット１を１単位として、これを複数用意し取替えするようにしても良いことは勿論である。
【００１１】
ここで、プランジャー１２１の外径を図２に示すように変化させ、１回分のピストンストローク量とピストンスピードを一定に設定した場合において、プランジャー１２１の外径が太径（直径）ｒ１に形成されたものと、外径が小径（直径）ｒ２に形成されたものを用いた場合の作用について説明する。
つまり、太径（直径）ｒ１に形成されたものを用いることで、前記太筒領域１１３内の気体は、太筒領域１１３の内径とプランジャー１２１の外径との間に形成される空域（空間、隙間）が小さくなり、プランジャー１２１により大きく圧縮され、気体が前記細筒領域１１２を通過する速度が速くなって、液体がノズルチップ２内に吸入され、他の容器に吐出される量とスピードは大となる。逆に、外径が小径（直径）ｒ２に形成されたものを用いることで、太筒領域１１３内の気体は、太筒領域１１３の内径とプランジャー１２１の外径との間に形成される空域が大きくなって、プランジャー１２１による圧縮率が小さなものとなり、気体が前記細筒領域１１２を通過する速度が遅くなることで、液体がノズルチップ２内に吸入され、他の容器に吐出される量とスピードは小となる。
プランジャー１２１の外径が太径（直径）ｒ１のものを用いることにより、例えば、安価で分注精度を要求されない試液などを取り扱う場合には、吸入・吐出に対する定量値を大きくしスピードを早くする取扱い制御や管理がおこなえることとなり、分注作業を短時間にかつ多量に処理し得て作業効率を向上させることができ、接着剤等の粘度の高い材料を取り扱う場合にも都合がよい。一方、プランジャー１２１の外径が太径（直径）ｒ２に形成されたのものを用いることにより、例えば、高価で分注精度の要求される試液などを取り扱う場合には、吸入・吐出に対する定量値を小さくしスピードを遅くする取扱い制御や管理がおこなえることとなり、厳格な定量値をもって余分に吸引することなく、少ない量をゆっくりと精度良く取り扱いすることができ、薬剤などの試液処理に好適である。
【００１２】
この様に、プランジャー１２１の外径ｒ１−ｒ２の差異を利用し、可変する挿入容積によりシリンダ１１１内の気体の吸引圧と押圧力が調整でき、性質や種類等の違う試液を取り扱う場合であっても、従来の単一管径内におけるピストン駆動の速度変更による制御だけでは、対応することができない定量値や分注スピード値の変更調整を、太筒領域１１３が外径変化されるプランジャー１２１の挿入を許容する構成となっていて、プランジャー１２１の外径変化によって行うことが可能となり、単一のシリンダ（Ｋ２３）内径やプランジャー（Ｋ２１）外径を異ならしめたシリンダユニットを装備した分注装置などを複数用意する必要も無く、設備コストを安価なものとできる。さらに、従来の単一細管のものに比しプランジャー１２１のピストンストロークも短くできる利点も加わり、送りネジ３０５も短くできるなどプランジャーブロック１２の昇降動作機構が簡素化され装置全体のコンパクト化と省力化を図ることができる。しかも、試液の性質や種類等の特性に対する最適な吸入・吐出の定量値と分注スピードによって効率良く作業が行え、もって、取り扱うことのできる試液の種類が大幅に拡大され、バリエーション化の図られたシリンダユニットとして提供することができる利点がある。
【００１３】
さらに、前記プランジャー１２１は、ブロック単位にプランジャーの外径または長さを異ならしめて適宜取り替え可能に構成されている。つまり、各プランジャー１２１は、プランジャーホルダー５２にその上端部で個別的に取り付られ、かつ取替え可能になっているため、外径または長さを異ならしめたプランジャー１２１を４本用意し、これをブロック単位として全取替えすることができるため、シリンダユニット全体を取替えする必要が無く、設備コストを大幅に軽減すめことができるばかりか、１つのシリンダユニット１において、異なる外径ｒ１とｒ２を有するプランジャー１２１を夫々右半部と左半部に配設し、異種分注作業を同時に行わしめることも可能となる。
【００１４】
また、前記細筒領域１１２は、前記プランジャー１２１のピストン駆動によるシリンダ１１１内の内圧通過路に構成されているため、太筒領域１１３で押圧され吸引された圧力気体は、定量値として細筒領域１１２を通過することになり、太筒領域１１３との関係でその圧力気体のみを通過させるという機能の役割分担が図られ、精度良く分注作業を行うことができる。
【００１５】
一方、前記プランジャー１２１のシリンダ１１１への密封嵌装は、プランジャー１２１の外周部に設けられ、かつシリンダ１１１の入り口外端部に設けられる密封手段としてのＯリングホルダー７１に装着されたＯリング７により行われるので、プランジャー１２１の外径変化に適合したＯリング７をホルダー７１に装着して用いることができ、プランジャー１２１の取替え作業に当たっても簡単かつ確実に変更取着することができる。
【００１６】
また、シリンダ１１１には、ノズルチップ２を嵌挿保持するチップ保持部１１４が一体形成されているので、従来のものに比し、ジョイント部の液漏れの心配が無く、部品点数の削減と共にシリンダブロック１１の構造が簡略化され、安価に製作することができるばかりか、シリンダ１１１の取替え作業に当たっても簡単かつ確実に変更取着することができる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は、シリンダユニット１を形成するシリンダブロック１１において、各シリンダ１１１内部を、前記ノズルチップ２側の細筒領域１１２とプランジャー１２１側の太筒領域１１３とに区画形成せしめ、該太筒領域１１３を、挿入される前記プランジャー１２１の外径変化に伴うピストン駆動で試液の吸入量と吐出量を調整する調整領域に構成したことにより、駆動機構３によりプランジャーブロック１２を一体的にピストン駆動させて、試液をノズルチップ２内に吸入し、吐出するものでありながら、外径の異なるプランジャー１２１で形成されたものをブロック単位として数種用意し、これを取替えセットするシステム構築が実現化され、ピストン駆動による可変速度制御では対応することのできない試液を取り扱う場合であっても、吸入・吐出量や分注スピードの設定値を変更調整することが可能となり、シリンダ内径やプランジャー外径が異なるシリンダユニットを装備した分注装置などを複数用意する必要も無くなるばかりか、ピストンストロークをも短くでき、設備コストを安価なものとし得て、しかも、試液の性質や種類等の特性に対する最適な吸入・吐出の定量値と分注スピードによって効率良く作業が行え、もって、１つのシリンダユニット１で取り扱うことのできる試液の種類が大幅に拡大され、バリエーション化の図られたシリンダユニットを提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】シリンダユニットの要部断面図。
【図２】シリンダ太筒量域へのプランジャー挿入状態を示す説明図。
【図３】従来のシリンダユニットの要部正面図。
【符号の説明】
１　　　シリンダユニット
１１　　シリンダブロック
１１１　シリンダ
１１２　細筒領域
１１３　太筒領域
１２　　プランジャーブロック
１２１　ブランジャー
２　　　ノズルチップ
３　　　駆動機構
３０１　モーター
３０２　ブラケット
３０３　案内ボルト
３０４　カップリング
３０５　送りネジ
３０６　連結部材
４　　　カートリッジ容器
５１　　シリンダホルダー
５２　　プランジャーホルダー
５２１　連結プレート
５２２　ネジ
６　　　イジェクト板
７　　　Ｏリング
７１　　Ｏリングホルダー

Claims

所定の試液をノズルチップ内に定量吸入し、これを任意に定量吐出するシリンダユニットであって、該シリンダユニットは、先端側でノズルチップが装着されるシリンダを有するシリンダブロックと、前記シリンダ内に密封嵌装されて駆動機構により一体的にピストン駆動するプランジャーを有するプランジャーブロックとからなり、前記各シリンダ内部を、前記ノズルチップ側の細筒領域とプランジャー側の太筒領域とに区画形成せしめ、該太筒領域は、挿入される前記プランジャーの外径変化に伴うピストン駆動で試液の吸入量と吐出量を調整する調整領域に構成されていることを特徴とする分注装置等におけるシリンダユニット。
請求項１において、前記プランジャーは、ブロック単位にプランジャーの外径または長さを異ならしめて適宜取り替え可能に構成されていることを特徴とする分注装置等におけるシリンダユニット。
請求項１乃至２において、前記細筒領域は、前記プランジャーのピストン駆動によるシリンダ内の内圧通過路に構成されていることを特徴とする分注装置等におけるシリンダユニット。
請求項１乃至３において、前記プランジャーのシリンダへの密封嵌装は、プランジャーの外周部に設けられ、かつシリンダの入り口外端部に設けられる密封手段により行われることを特徴とする分注装置等におけるシリンダユニット。
請求項１乃至４において、前記シリンダには、ノズルチップを嵌挿保持するチップ保持部が一体形成されていることを特徴とする分注装置等におけるシリンダユニット。
先端にノズルチップが装着されるシリンダと、該シリンダ内に密封嵌装されて駆動機構によりピストン駆動するプランジャーとからなる分注装置等におけるシリンダユニットであって、前記シリンダ内部を、前記ノズルチップ側の細筒領域とプランジャーが挿入される太筒領域に区画形成する一方、異なる外径のプランジャーを数種用意し、使用される試液の性質等に応じて任意に選択されるプランジャーに基づいて、前記太筒領域の内径とプランジャー外径との間に形成される空域変化により、ピストン駆動に伴うシリンダ内圧を異なしめて試液の吸入量と吐出量の定量値を調整するようにしたことを特徴とするシリンダユニットの吸入・吐出量調整システム。