JP2007093285A - Mechanism for attaching and removing tube member and dispensing apparatus using same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は管部材の着脱機構およびそれを用いた分注装置に関する。 The present invention relates to a pipe member attaching / detaching mechanism and a dispensing apparatus using the same.
従来、種々の検査において、例えば、血液、尿などの体液、試料、試薬などの液体を一定分量吸引して分注する分注装置が用いられている。このような分注装置は、先端にノズルを備え一定量の液体を保持することができるチップ(管部材)を吸引管の先端に装着し、使用後、脱着して他のチップに交換する管部材の着脱機構が設けられている。
例えば、特許文献1には、軸体を第1のエアシリンダ装置と揺動腕により下動して、ノズルチップ(チップ)に外装嵌合し、軸体(吸引管)に沿って上下動するノズルチップ取り外し用レバーを用いてノズルチップを取り外すようにしたノズルチップ自動交換機構を有するピペット装置が記載されている。
また、特許文献2には、1個のモータ動力により、スライダを上下動し、交換ノズルアタッチメント(吸引管)を下方に移動してその先端をチップに嵌合し、チップの端部にチップ取外し用アームを当接した状態で交換ノズルアタッチメントを上方に移動してチップを取り外すノズル分注装置が記載されている。
これらの装置では、チップを1つの吸引管に対して着脱する例が記載されているが、特許文献3には、クランプ板に一体に設けられた複数のシリンダ(吸引管)をS軸モータにより上下動して、複数の分注チップ(チップ)に同時に嵌合させる液体分注装置が記載されている。分注チップを脱着するときは、複数の分注チップの端部にエジェクト板を当接させた状態でシリンダを引上げることで脱着している。
For example, in
Further, in
In these devices, an example in which the tip is attached to and detached from one suction tube is described. However, in
しかしながら、上記のような従来の管部材の着脱機構およびそれを用いた分注装置には、以下のような問題があった。
特許文献1〜3に記載の技術では、いずれも、チップの端部に取り外し用部材を当接した状態で吸引管を相対移動することにより脱着を行う。一方、液体の吸引過程では吸引管とチップとの間に毛細管現象により液体が浸透し、さらに、取り外し用部材とチップの端部との間にも浸透する場合がある。
そして、吸引管をチップから引き抜いても、取り外し用部材とチップとの間に浸透した液体の表面張力により、チップが取り外し用部材に吸着されてしまうことがある。
このような場合、人手によりチップを除去しなければならず、チップの自動交換の支障となり、検査効率が悪化するという問題がある。
However, the conventional pipe member attaching / detaching mechanism and the dispensing apparatus using the same have the following problems.
In the techniques described in
Even when the suction tube is pulled out from the tip, the tip may be adsorbed by the removal member due to the surface tension of the liquid that has permeated between the removal member and the tip.
In such a case, the chip has to be removed manually, which hinders automatic replacement of the chip and causes a problem that inspection efficiency deteriorates.
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、液体の表面張力による管部材の脱着不良を確実に防止し、検査効率を向上することができる管部材の着脱機構およびそれを用いた分注装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and a tube member attaching / detaching mechanism that can reliably prevent the tube member from being detached due to the surface tension of the liquid and can improve the inspection efficiency. It aims at providing the used dispensing apparatus.
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明では、被嵌合部を有する複数の管部材の着脱機構であって、前記複数の管部材を、前記被嵌合部を一定方向に向けて配置する管部材保持部と、前記被嵌合部に嵌合する嵌合部を各先端に有する複数の管状ロッドと、該複数の管状ロッドを前記管部材保持部に対して前記一定方向に沿って相対移動して、前記管部材保持部に配置された前記複数の管部材の被嵌合部に嵌合せしめる第1移動手段と、前記管状ロッドの側部において前記一定方向に沿って相対移動することにより、前記管状ロッドに嵌合された管部材に付勢して嵌合を解除する脱着部材と、前記嵌合を解除された前記管部材と前記脱着部材とを、前記一定方向と交差する方向に相対移動する第2移動手段とを備える構成とする。
この発明によれば、複数の管状ロッドを管部材保持部に配置した複数の管部材に対して、第1の移動手段により複数の管状ロッドを相対移動して複数の管状ロッドの嵌合部を複数の管部材に嵌合する。そして、第1の移動手段により脱着部材を管状ロッドに対して相対移動することで、管状ロッドに嵌合された管部材に付勢して、すべての管部材と管状ロッドとの嵌合を解除する。そして、第2の移動手段により、嵌合を解除された管部材と脱着部材とを嵌合時の移動方向と交差する方向に相対移動して、管部材を脱着部材から離脱させる。
In order to solve the above-described problem, the invention according to
According to this invention, with respect to the plurality of tube members in which the plurality of tubular rods are arranged in the tube member holding portion, the plurality of tubular rods are relatively moved by the first moving means, and the fitting portions of the plurality of tubular rods are moved. Fits to a plurality of tube members. Then, by moving the detachable member relative to the tubular rod by the first moving means, the tube member fitted to the tubular rod is urged to release the fitting between all the tubular members and the tubular rod. To do. Then, the tube member released from the fitting and the detachable member are relatively moved by the second moving means in a direction intersecting the moving direction at the time of fitting, and the tube member is detached from the detaching member.
請求項2に記載の発明では、管部材の着脱機構を用いた分注装置において、請求項1に記載の管部材の着脱機構を備え、前記管部材として先端にノズル部が形成されたチップを着脱する構成とする。
この発明によれば、請求項1に記載の管部材の着脱機構を備えるので、請求項1に記載の発明と同様の作用効果を備える。
According to a second aspect of the present invention, in the dispensing device using the tube member attaching / detaching mechanism, the tube member attaching / detaching mechanism according to the first aspect is provided, and a tip having a nozzle portion formed at the tip is provided as the tube member. It is configured to be detachable.
According to this invention, since the pipe member attaching / detaching mechanism according to the first aspect is provided, the same effect as the invention according to the first aspect is provided.
本発明の管部材の着脱機構およびそれを用いた分注装置によれば、第2の移動手段により、嵌合を解除された管部材と脱着部材とを嵌合時の移動方向と交差する方向に相対移動して、管部材を脱着部材から離脱させるので、液体の表面張力によるノズルチップの脱着不良を確実に防止し、検査効率を向上することができるという効果を奏する。 According to the tube member attaching / detaching mechanism and the dispensing apparatus using the same according to the present invention, the second moving means intersects the moving direction at the time of fitting the tube member and the detachable member released from the fitting. Accordingly, the nozzle member is detached from the detachable member, so that it is possible to reliably prevent the nozzle chip from being detached due to the surface tension of the liquid and to improve the inspection efficiency.
以下では、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In all the drawings, even if the embodiments are different, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals, and common description is omitted.
本発明の実施形態に係る管部材の着脱機構およびそれを用いた分注装置について説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る管部材の着脱機構を用いた分注装置の概略構成について説明するための正面説明図である。図2は、同じく右側面説明図である。図3は、図1のA−A断面図である。図4は、本発明の実施形態に係る管部材の着脱機構の脱着部材の図3のB−B線に沿う断面図である。図5は、図3のB−B線に沿う部分断面図である。図6は、図2のC−C断面図である。
図中の座標軸は、方向の参照の便宜のために各図に共通する方向に配置したXYZ直交座標系である。その配置方向は、XY平面が水平面、Z軸正方向が鉛直上方向を示し、X軸正方向からX軸負方向に向かう方向が正面視方向となるようにしている(以下同様)。
A tube member attaching / detaching mechanism and a dispensing apparatus using the same according to an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a front explanatory view for explaining a schematic configuration of a dispensing apparatus using a tube member attaching / detaching mechanism according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is also an explanatory diagram on the right side. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 4 is a cross-sectional view of the detachable member of the tube member attaching / detaching mechanism according to the embodiment of the present invention, taken along line B-B in FIG. 3. FIG. 5 is a partial cross-sectional view taken along line BB in FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
The coordinate axes in the figure are an XYZ orthogonal coordinate system arranged in a direction common to each figure for the convenience of referring to the direction. The arrangement direction is such that the XY plane is the horizontal plane, the Z-axis positive direction is the vertical upward direction, and the direction from the X-axis positive direction to the X-axis negative direction is the front view direction (the same applies hereinafter).
本実施形態の分注装置100は、種々の検査において、例えば、血液、尿などの体液、試料、試薬などの液体を一定分量吸引して分注したり、容器内の液体を吸引して排出したりするための装置である。そして、先端にノズル部を備え一定量の液体を保持することができるチップ50(管部材)を自動的に交換して用いることができるものである。
In various tests, the dispensing
チップ50は、図1に示すように、管状のチップ本体50cの端部に先端孔部50d(ノズル部)と着脱部50a(被嵌合部)とが設けられた部材であり、例えば、合成樹脂などにより安価に製作され、吸引した液体の混入を防止するために一般的には使用されるたびに新しいものと交換されるものである。
先端孔部50dは、一定量の液体を吸引、滴下するために先細り形状のノズルの先端に一定径の孔が設けられたものである。
着脱部50aは、後述するチップロッド11の嵌合部11aの外周側に嵌合する雌型形状を備える。例えば、本実施形態のように、嵌合部11aが先細りのテーパ状の凸形状の場合、端部側に拡径するテーパ状の凹形状を備える。
チップ本体50cは、先端孔部50dの最大径より太く、着脱部50aの最小径より細い径で延されている。そして、着脱部50a側の外周部に、着脱部50aを上側に向けて鉛直方向に保持するための段部である受け部50bが形成されている。
As shown in FIG. 1, the
The
The
The chip
分注装置100の概略構成は、図1〜3に示すように、取付ベース1、支持板2、およびチップ着脱部40(管部材の着脱機構)からなる。
取付ベース1は、YZ平面に配置された板部材からなり、チップ着脱部40を鉛直方向に支持する支持基体を構成している。
支持板2は、取付ベース1を鉛直上方から支持するもので、スライド機構13(第2の移動手段)により、不図示のベース部材に対してX軸方向に移動可能に保持されている。
スライド機構13は、スライダ13aとスライドレール13bとからなり、例えば、不図示のモータ駆動されるボールネジや、スライドレール13bに設けられたリニアモータなどの駆動機構により駆動される。図示では、移動方向がX軸方向の場合を描いているが、必要に応じて、X軸、Y軸の両方向に移動できる構成としてもよい。
As shown in FIGS. 1 to 3, the schematic configuration of the
The
The
The
チップ着脱部40の概略構成は、チップケース60(管部材保持部)、チップロッド11(管状ロッド)、チップロッドホルダ9、ボールネジ4、チップ着脱部駆動モータ14、チップ押し出し部材10(脱着部材)、および突き出しピン21からなる。
The schematic configuration of the chip attaching / detaching
チップケース60は、一度に装着される複数のチップ50を、その着脱部50aが鉛直上方(Z軸正方向)に向けられた状態で整列して配置するための部材である。本実施形態では、水平方向に延された上端部のチップ受け面60a上に、チップ50の受け部50bが上方から係止される大きさの開口を有する複数個のロッド格納穴60bが所定ピッチで設けられている。
一度に装着されるチップ50の数は、適宜数に設定することができるが、本実施形態では、一例として10個の場合で説明する。
ロッド格納穴60bは、チップ50の受け部50bより先端側のチップ本体50c、先端孔部50dを格納できる大きさに形成される。
また、本実施形態の場合、チップケース60は、不図示のベース部材上で水平方向の位置が固定され、Z軸正方向側に着脱可能に配置されている。
The
The number of
The
In the case of this embodiment, the
チップロッド11は、図5に示すように、内部に孔11bが貫通する管路が形成され、Z軸方向に延して配置されたロッド部材であり、その下端部と上端部とに嵌合部11aとチューブ装着部11cとが設けられている。それらの中間部のうち、チューブ装着部11cに近い側の外周部に、チップロッドホルダ9に鉛直上方から係止するストッパ11dが形成されている。ストッパ11dから嵌合部11aまでの間の外周部は、一定外径を有する円筒面が形成されている。
本実施形態では、各チップロッド11の全長およびストッパ11dから嵌合部11aの先端までの長さはすべて共通である。
As shown in FIG. 5, the
In the present embodiment, the entire length of each
嵌合部11aは、チップ50の着脱部50aに内側から嵌合する形状に形成されている。本実施形態では、上記の着脱部50aの形状に対応して、先細りのテーパ状の凸形状に形成されている。
チューブ装着部11cは、孔11bを通してチップ50内の空気や液体を吸引または排出するためのチューブ19(図5参照)を気密に装着するための凹凸形状が形成されている。
The
The
チューブ19は、チップロッド11内の管路の圧力を調整して、着脱部50aに嵌合されたチップ50から液体を吸引したり、排出したりするためポンプ(不図示)に接続されている。
なお、チューブ19は、図面を見易くするために図5以外では図示を省略している。
The
The illustration of the
チップロッドホルダ9は、本実施形態では10本のチップロッド11をそれぞれ貫通孔9a内で一体に保持して、Z軸方向に移動するための部材であり、ボールネジ4上に螺合するボールネジナット7にホルダ8を介して固定されている。
貫通孔9aには、その上下端の開口部に、チップロッド11の外周部をZ軸方向に摺動可能に支持するリニア軸受12、12が設けられている。
チップロッドホルダ9のY軸方向の両端部には、上面からコイルバネ16を外嵌したガイドロッド17を配置するバネ取付穴9cが設けられ、そのバネ取付穴底面9dにガイドロッド17のみを貫通するガイド孔9bが設けられている(図5参照)。
In this embodiment, the
The through-
At both ends of the
ガイドロッド17は、チップロッドホルダ9と後述するチップ押し出し部材10とのXY方向の位置の整合性をとるための棒状のガイド部材であり、圧縮されたコイルバネ16をガイドロッド17の上端部とバネ取付穴底面9dとの間に係止している。
圧縮されたコイルバネ16、16の弾性力は、少なくともチップ押し出し部材10の自重より大きく、自重以外に外力が作用しない状態では、図1などに示すように、チップ押し出し部材10をチップロッドホルダ9側に引上げて保持することができるようになっている。
チップ押し出し部材10に自重以外の外力がZ軸負方向に作用すると、コイルバネ16が圧縮され、ガイドロッド17は、ガイド孔9b内をZ軸負方向に摺動移動できるようになっている。
The
The elastic force of the compressed coil springs 16, 16 is at least greater than the weight of the
When an external force other than its own weight acts on the
ホルダ8の上端部には、チップロッド11をストッパ11dの上側で貫通させる孔が設けられた押え板18が固定されている。
各チップロッド11において、押え板18とチップロッドホルダ9の上端側のストッパ11dとの間には、各チップロッド11の外周側に圧縮されたコイルバネ15が装着されている。そのため、チップロッド11が下端側からZ軸正方向に一定以上の荷重を受け、コイルバネ15の弾性力を超えると、チップロッド11がZ軸正方向に移動できるようになっている。
A holding
In each
ボールネジ4は、図1、2に示すように、軸方向がZ軸方向に配置され、上下端で、それぞれホルダブロック6、3にベアリングを介して保持されることにより、取付ベース1に固定されている。
ホルダブロック6、3のY軸方向の両端部には、それぞれをZ軸方向のスパンを位置決めするとともに、ホルダ8がボールネジ4の回転につれ回りしないようにするためのガイドシャフト5、5が固定されている。ガイドシャフト5、5は、ホルダ8に設けられた貫通孔8a、8aに摺動可能に貫通することで、ホルダ8のZ軸方向の移動を案内しXY平面内の回転を規制している。(図3参照)。
ボールネジ4のホルダブロック6側の端部は、適宜の継手を介してチップ着脱部駆動モータ14のモータシャフト14aに結合されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
The end of the
ホルダブロック3には、後述する突き出しピン21を貫通するための突き出しピンガイド孔3a、3aがX軸方向に貫通されている。
In the
チップ着脱部駆動モータ14は、回転量および回転の正逆方向の切替が可能とされたモータであり、ボールネジ4を正逆方向に回転駆動し、ボールネジ4に螺合されたボールネジナット7をZ軸正方向または負方向に駆動し、ボールネジナット7に取り付けられたホルダ8を介してチップロッドホルダ9をZ軸方向に移動させる。
そのため、チップロッドホルダ9に保持されたチップロッド11は、チップケース60に対してZ軸方向に相対移動することができる。
すなわち、ボールネジ4、ボールネジナット7、およびチップ着脱部駆動モータ14は、複数のチップロッド11をチップケース60に対して一定方向に沿って相対移動する第1の移動手段を構成している。
チップ着脱部駆動モータ14の種類は、特に限定されないが、例えば、ステッピングモータなどを好適に採用することができる。
The chip attachment / detachment
Therefore, the
That is, the
The type of the chip attaching / detaching
チップ押し出し部材10は、図1〜4に示すように、ホルダ8の下方に配置されたブロック部材であり、上面10dと、下面側のチップ押し出し面10a(付勢面)との間に、チップロッドホルダ9から下方に突出する各チップロッド11の側部にそれぞれ摺接もしくは近接して設けられたチップロッドガイド孔10cを備える。
チップロッドガイド孔10cの大きさは、チップロッド11に装着されたチップ50の上端部の外径より小さく、チップ押し出し部材10がチップロッド11に沿って相対移動させることで、チップ押し出し面10aによりチップ50の上端部を付勢することができるようになっている。
そしてチップ押し出し部材10のY軸方向の両端部には、ガイドロッド17の下端部を固定するロッド固定穴10e、10eが設けられている。
1-4, the chip push-
The size of the tip
Further,
チップ押し出し部材10は、チップロッドホルダ9のガイド孔9b(図5参照)にZ軸方向に挿通されたガイドロッド17の下端部がロッド固定穴10e、10eに固定された状態で、各チップロッドガイド孔10cとチップロッドホルダ9に設けられた各リニア軸受12とが同軸となるように、チップロッドホルダ9に対してXY方向に位置決めされている。
そのため、チップ押し出し部材10は、Z軸負方向に一定荷重以上の外力を受けると、チップロッドホルダ9に対するXY方向の位置を一定に保ちながらZ軸方向に移動することができるようになっている。
The tip push-
For this reason, the tip push-
チップ押し出し面10aは、各チップロッドガイド孔10cの配置位置に応じて適宜段差が設けられている。
本実施形態では、図4に示すように、Y軸負方向から正方向に向かって、面S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9に分割され、上面10dからの高さが、それぞれ、t1、t2、t3、t4、t5、t4、t3、t2、t1(ただし、t1<t2<t3<t4<t5)となるようなZ軸負方向に突出する山形の階段形状が形成されている。ここで面S5には、2本のチップロッドガイド孔10cが貫通され、他の面には、1本ずつのチップロッドガイド孔10cが貫通されている。
すなわち、各チップロッドガイド孔10cの長さは、Y軸方向の両端側から1対ずつが同一の長さとなっている
The
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the surfaces S 1 , S 2 , S 3 , S 4 , S 5 , S 6 , S 7 , S 8 , S 9 from the negative direction of the Y axis toward the positive direction. And the height from the
That is, the length of each tip
チップ押し出し部材10のX軸負方向の側面には、チップロッドガイド孔10cに干渉しない範囲(図2参照)に、X軸正方向に向けて凹部を形成する突き出しピン挿入穴10bが設けられている。
突き出しピン挿入穴10bは、X軸方向に進退する突き出しピン21、21をZ軸方向に係合するための空間であり、本実施形態では正面視で長円状に設けられている。
On the side surface of the tip push-
The protruding
突き出しピン21、21は、図6に示すように、それぞれホルダブロック3の突き出しピンガイド孔3a、3a内に挿通して配置され、X軸負方向側の端部でそれぞれ突き出しピンホルダ20と固定されている。
突き出しピンホルダ20は、突き出しピン21を進退させる駆動力を伝達する部材であり、XY平面内で長円状の開口がZ軸方向に貫通するスライド孔20aを備える。
As shown in FIG. 6, the protruding pins 21 and 21 are arranged to be inserted into the protruding pin guide holes 3 a and 3 a of the
The protruding
突き出しピン21の進退機構は、図2に示すように、突き出しピン駆動モータ23、レバー24、および加圧コロ26からなる。
突き出しピン駆動モータ23は、Z軸負方向に延されたモータシャフト23aに固定されたレバー24を正逆方向に一定角度の範囲で回転するためのもので、モータホルダ22を介して取付ベース1に固定されている。
レバー24には、回転中心であるモータシャフト23aとの固定位置からXY平面内で適宜距離だけ偏心された位置に、Z軸負方向に延された支持軸25が設けられている。支持軸25の先端には、回転可能に軸支持された加圧コロ26が設けられている。
加圧コロ26は、図2、6に示すように、スライド孔20a内に配置され、スライド孔20aの孔面に沿って移動自在に設けられた円筒部材である。そして、支持軸25が回転されると、レバー24の回転とともに加圧コロ26が支持軸25回りに回転され、スライド孔20aの内面を介して突き出しピンホルダ20をX軸方向に加圧する。そのため、突き出しピン駆動モータ23の回転方向の正逆と、回転量を制御することにより、突き出しピンホルダ20をX軸方向に適宜量進退させることができるようになっている。
加圧コロ26の部材としては、例えば、玉軸受などを採用することができる。
As shown in FIG. 2, the advancing / retreating mechanism of the protruding
The protruding
The
As shown in FIGS. 2 and 6, the
As a member of the
次に、本実施形態の分注装置100の動作について、チップ50の着脱動作を中心に説明する。この動作は、図示しない周知の制御手段を介して、スライド機構13、チップ着脱部駆動モータ14、突き出しピン駆動モータ23などの可動機構に適宜の制御信号を送ることにより、自動または手動で行うことができるようになっている。
図7は、本発明の実施形態に係る管部材の着脱機構を用いた分注装置の装着動作について説明するための右側面視の動作説明図である。図8は、同じく部分的な正面説明図である。図9は、本発明の実施形態に係る管部材の着脱機構を用いた分注装置の脱着動作について説明するための右側面視の動作説明図である。図10は、図9のD−D線に沿う断面説明図である。図11は、図10に続く動作について説明するための図9のD−D線に沿う断面説明図である。図12は、図11の工程に続く脱着動作について説明するための右側面視の動作説明図である。ただし、図10、11において、チップケース60の図示は省略し、チップ受け面60aの位置のみを示している。
Next, the operation of the
FIG. 7 is a right side view operation explanatory view for explaining the mounting operation of the dispensing device using the tube member attaching / detaching mechanism according to the embodiment of the present invention. FIG. 8 is also a partial front explanatory view. FIG. 9 is a right side view operation explanatory diagram for explaining the detaching operation of the dispensing apparatus using the tube member attaching / detaching mechanism according to the embodiment of the present invention. FIG. 10 is a cross-sectional explanatory view taken along the line DD of FIG. 11 is a cross-sectional explanatory view taken along the line DD of FIG. 9 for explaining the operation following FIG. FIG. 12 is a right side view operation explanatory diagram for explaining the detaching operation following the step of FIG. 11. 10 and 11, the illustration of the
チップ50の装着動作について説明する。
まず、装着する10本のチップ50を、図1に示すように、着脱部50aをZ軸正方向に向けてチップケース60に配列しておく。
そして、スライド機構13を駆動して、図1、2に示すように、各チップロッド11がそれぞれ嵌合相手のチップ50の上方の同軸上に位置するように支持板2を移動する。このとき、チップ着脱部40は、着脱部50aと干渉しない高さに設定されている。
The mounting operation of the
First, as shown in FIG. 1, the ten
Then, the
この状態のチップ着脱部40では、各コイルバネ15により各チップロッド11のストッパ11dが、チップロッドホルダ9の上端のリニア軸受12に押圧されている。また、コイルバネ16の付勢力により、チップ押し出し部材10がZ軸正方向に引上げられ、上面10dがチップロッドホルダ9の下端のリニア軸受12に押圧されている。チップロッドホルダ9の下端と上面10dとの間には隙間d0が形成されている。
このとき、各チップロッド11は、少なくとも嵌合部11aがチップ押し出し面10aよりも下側に突出されている。チップ押し出し面10aのうち、最も下方に突出された面S5からの距離を、例えばh0とする(図1参照)。
In the chip attaching / detaching
At this time, at least the
次に、図7に示すように、チップ着脱部駆動モータ14を回転し、ボールネジ4を介してZ軸負方向に向けてボールネジナット7を螺進させ、チップ着脱部40をZ軸負方向に移動する。
そして、所定位置まで降下すると、各チップロッド11の嵌合部11aが各着脱部50aに内嵌する。
このようにして、チップ50をチップロッド11の嵌合部11aに装着することができる。
ここで、本実施形態では、着脱部50aの配置高さのバラツキを吸収するとともに、嵌合部11aと着脱部50aとの密着度を向上するためには、嵌合部11aと着脱部50aとが当接する位置よりもわずかに下方に降下させる。
このようにすると、チップ50の配置高さのバラツキにより早く嵌合してしまったチップロッド11では、降下とともに増大するチップ50からのチップロッド11への反力がストッパ11dを介してコイルバネ15に伝達され、コイルバネ15の付勢力と均衡するまで、チップロッド11がZ軸正方向に退避する。そのため、チップ50の配置高さにバラツキがあっても、チップ50とチップロッド11との間に過大な負荷が作用したり、嵌合が不十分となったりすることなく、確実な嵌合を行うことができる。
Next, as shown in FIG. 7, the chip attaching / detaching
And if it falls to a predetermined position, the
In this way, the
Here, in the present embodiment, in order to absorb the variation in the arrangement height of the attaching / detaching
In this manner, in the
チップロッド11に装着されたチップ50は、チップロッドホルダ9を上昇させて、チップケース60から引き抜く。そして、スライド機構13により適宜位置に移動し、分注動作を行う。
分注動作が終了すると、使用済のチップ50を交換するために、以下のようにしてチップ50の脱着動作を行う。
The
When the dispensing operation is completed, in order to replace the used
まず、使用済のチップ50が嵌合部11aに嵌合している状態で、支持板2を回収用のチップケース60の上方に移動し、チップロッドホルダ9を下降して、チップ50をチップケース60に収納する。そして、チップ50の受け部50bがチップケース60のチップ受け面60aに略当接する高さに保持する。この状態では、嵌合が完了した直後の状態と略同様であり、図7、8に示す状態となっている。
このとき、図8に示すように、チップ受け面60aと面S5との間の距離をH0(ただし、H0>h0)とする。また、チップロッドホルダ9とチップ押し出し部材10との隙間はd0である。
また、突き出しピン21、21は、Z軸負方向側の退避位置に位置している。
First, in a state where the used
At this time, as shown in FIG. 8, the distance between the
Further, the projecting
次に、図9に示すように、突き出しピン駆動モータ23を回転して加圧コロ26をX軸正方向に移動し、スライド孔20aの内面を加圧して、突き出しピン21、21をX軸正方向に突き出し、各突き出しピン21の先端を突き出しピン挿入穴10bの内部に挿入する。
そして、チップ着脱部駆動モータ14を降下時とは逆方向に回転して、チップロッドホルダ9を上昇させる。
チップロッド11は、ストッパ11dを介してチップロッドホルダ9の上面側のリニア軸受12に係止されているので、チップロッドホルダ9の上昇に伴って、各チップロッド11も上昇する。
一方、チップ押し出し部材10は、突き出しピン挿入穴10bに挿入された突き出しピン21、21により、Z軸方向に係合されるため一定高さに保持される。
Next, as shown in FIG. 9, the ejection
Then, the tip attaching / detaching
Since the
On the other hand, the chip push-
このため、チップロッドガイド孔10cに沿って上昇されるチップロッド11に対して、チップ押し出し部材10が相対的にZ軸負方向側に移動することになる。図10は、チップロッドホルダ9が距離d1(ただし、d1>d0)だけZ軸正方向に移動され、チップ50の上端部が面S5に当接した瞬間の様子を示している。
このような相対移動に伴い、嵌合部11aに装着された各チップ50の端部が、面S5、S4(S6)、S3(S7)、S2(S8)、S1(S9)の順にチップ押し出し面10aに順次当接していく。そして、相対移動の継続とともに、チップ押し出し面10aからチップ50に対してZ軸負方向に反力が付勢される結果、嵌合部11aが着脱部50aから引き抜かれて順次嵌合が解除される。
図11は、チップロッドホルダ9が、上面10dに対して高さd2(ただし、d2>d1)に上昇され、チップロッド11の先端部が、チップ押し出し部材10より上方に位置し、すべてのチップ50との嵌合が解除された状態を示す。
このような状態で、チップ着脱部駆動モータ14を停止する。
For this reason, the tip push-
Along with such relative movement, the end of each
In FIG. 11, the
In such a state, the chip attaching / detaching
このように、本実施形態では、チップ押し出し面10aの段差により、面S5、S4(S6)、S3(S7)、S2(S8)、S1(S9)の順に、段差に応じた時間差を持って、それぞれ2本ずつのチップ50とチップロッド11との嵌合が解除されていく。そのため、チップ着脱部駆動モータ14の負荷となる駆動トルクは、2箇所の嵌合部を嵌合解除する荷重に応じたトルクのみとなり、10箇所を同時に嵌合解除する場合の5分の1に低減される。
チップ押し出し面10aの段差は、1組の嵌合の解除が終了する時間差に対応した段差に設定すればよい。例えば、嵌合解除時のチップ50の変形量より大きい段差であればよいので、一般にはわずかの段差があれば十分であり、時間差を設けることによる脱着動作の時間増はきわめてわずかとなる。
Thus, in this embodiment, by the step of
What is necessary is just to set the level | step difference of the chip |
嵌合解除されたチップ50は、自重により、チップケース60に落下する場合が多いが、チップ50の上端部に液体が付着していると、表面張力でチップ押し出し面10aに付着する場合がある。
このような場合にも、確実にチップ50を脱着するため、本実施形態では、図12に示すように、スライド機構13を駆動して、チップ押し出し部材10が、チップ50の上方から退避するまで、支持板2をX軸負方向に相対移動する。
各チップ50は、下端側がロッド格納穴60bの外に出されていないので、チップ押し出し部材10がX軸負方向に移動しても、チップケース60上にとどまり、チップ押し出し部材10が上方から退避して、チップ押し出し部材10と付着できなくなると、自重でロッド格納穴60b内に落下する。
すなわち、このようなチップ押し出し部材10の退避動作により、液体の表面張力によりチップ押し出し部材10に付着したチップ50を、チップ押し出し部材10から確実に除去することができる。そのため、引き続き、別のチップ50を装着する際にも支障なく装着動作を行うことができる。そのため、チップ50の着脱を効率よく行うことができる。
The released
Even in such a case, in order to reliably remove the
Since the lower end side of each
That is, by the retreating operation of the
チップ押し出し部材10の退避を完了したら、チップ着脱部駆動モータ14を回転して、チップロッドホルダ9をZ軸負方向に移動し、チップロッドホルダ9とチップ押し出し部材10との間の隙間をd0に戻す。そして、突き出しピン駆動モータ23を駆動して、突き出しピン21を突き出しピン挿入穴10bから退避させ、チップ着脱部40を図1の状態に戻す。また、必要に応じて、チップ着脱部駆動モータ14を駆動してチップロッドホルダ9を上昇させ、図1に示す状態に復帰する。このようにして、次のチップ50の装着動作に備えるようにする。
When the retraction of the chip push-
このように本実施形態では、チップ押し出し面10aに段差が設けられているため、各チップ50の嵌合を解除する際のチップ押し出し部材10の付勢タイミングに時間差を設けることができる。そして、チップ50の総本数に比べて少ない本数ごとに、嵌合を解除することができる。その結果、チップ着脱部駆動モータ14の負荷を低減することができ、低消費電力、低出力の小型モータを採用することができる。また、それにより装置の小型化、簡素化を図ることができる。
Thus, in this embodiment, since the level | step difference is provided in the chip |
次に、本実施形態の変形例について説明する。
図13は、本発明の実施形態に係る管部材の着脱機構の変形例について説明するための右側面視説明図である。
本変形例では、上記実施形態では、支持板2を移動して、チップ押し出し部材10をチップ50に対してX軸負方向に退避するようにしたのに対して、支持板2のX軸方向の位置を固定し、チップケース60の下部に設けたX軸方向への移動手段であるスライダ27aとスライドレール27bとからなるスライド機構27(第2の移動手段)により、チップケース60をX軸正方向に移動するようにしている。
ここで、スライド機構27は、スライド機構13と同様の構成を採用することができる。
このように、支持板2の位置を固定して、チップケース60を相対移動しても、上記実施形態と同様の作用効果を有する。
Next, a modification of this embodiment will be described.
FIG. 13 is an explanatory diagram viewed from the right side for explaining a modification of the tube member attaching / detaching mechanism according to the embodiment of the present invention.
In this modification, in the above embodiment, the
Here, the
As described above, even if the position of the
なお、上記の説明では、管状ロッドと脱着部材とが相対移動し、管状ロッドの嵌合部と脱着部材の付勢面との距離を管状ロッドに応じて可変することで、付勢タイミングに時間差を設けるようにした例で説明した。付勢タイミングに時間差を設ける手段は、これらに限定されない。例えば、各管状ロッドの相対移動タイミングや、相対移動速度を変えるようにしてもよい。 In the above description, the tubular rod and the detachable member move relative to each other, and the distance between the fitting portion of the tubular rod and the urging surface of the detachable member is varied according to the tubular rod, so that a time difference is generated in the urging timing. The example described here is provided. Means for providing a time difference in the urging timing is not limited to these. For example, the relative movement timing and the relative movement speed of each tubular rod may be changed.
また、上記の説明では、脱着部材を管部材に付勢する付勢タイミングに時間差を設ける場合の一例について説明したが、時間差の設け方はこれに限定されない。上記実施形態は、例えば、次のように変形することができる。
図14は、付勢タイミングの時間差を設ける場合の一変形例について説明するための管部材の着脱機構の主要部を示す正面説明図である。
In the above description, an example in which a time difference is provided in the urging timing for urging the detachable member to the pipe member has been described, but the method of providing the time difference is not limited to this. The above embodiment can be modified as follows, for example.
FIG. 14 is an explanatory front view showing a main part of a tube member attaching / detaching mechanism for explaining a modified example in the case of providing a time difference in urging timing.
本変形例は、上記実施形態におけるチップ押し出し部材10に代えて、チップ押し出し部材10A(脱着部材)を備えたものである。以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
チップ押し出し部材10Aは、チップ押し出し部材10におけるチップ押し出し面10aの段差の配列を変えたチップ押し出し面10f(付勢面)を備えたものである。
チップ押し出し部材10Aのチップ押し出し面10fは、各突き出しピン挿入穴10bに対応して、Y軸負方向から正方向に向けてZ軸正方向に高さが上昇する階段状の段差を形成したものである。
In this modification, instead of the chip push-
The
The
このようなチップ押し出し部材10Aによれば、脱着動作において、上記実施形態と同様にチップロッドホルダ9を上昇させると、Y軸負方向側のチップ押し出し面10fから順にチップ50の上端部が当接する結果、図10のY軸負方向側のチップ50から1本ずつ順次付勢タイミングに時間差が発生することで、順次脱着される。
また本変形例のチップ着脱部駆動モータ14の負荷は、上記実施形態のさらに半分で済み、さらに負荷トルクを低減することができる。
According to such a chip push-out
Further, the load of the chip attaching / detaching
本変形例に示すように、チップ押し出し部材10の段差に付け方は、段差の数、段差の配置位置などを負荷トルクの大きさ、反力のバランスなどの必要に応じて自由に変形することができる。
As shown in the present modification, the method of attaching the
次に、脱着部材を管部材に付勢する付勢タイミングに時間差を設ける場合の他例について説明する。
図15は、付勢タイミングの時間差を設ける場合の他の変形例について説明するための管部材の着脱機構の主要部を示す正面説明図である。
Next, another example in the case where a time difference is provided in the urging timing for urging the detachable member to the pipe member will be described.
FIG. 15 is a front explanatory view showing a main part of a tube member attaching / detaching mechanism for explaining another modified example in the case of providing a time difference in urging timing.
本変形例は、上記実施形態におけるチップ押し出し部材10、チップケース60に代えてチップ押し出し部材30(脱着部材)、チップケース61(管部材保持部)を備える。また、10本の同一寸法のチップロッド11に代えて、Y軸負方向から、チップロッド11と同一の構成を有し長さのみ異なる管部材であるチップロッド11A、11B、11C、11D、11E、11E、11D、11C、11B、11A(以下、これらを総称する場合、「チップロッド11Aなど」と称する)を備えたものである。それぞれのストッパ11dから嵌合部11aの先端までの長さは、順に、LA、LB、LC、LD、LE(ただし、LA>LB>LC>LD>LE)である。以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
The present modification includes a chip pushing member 30 (a detaching member) and a chip case 61 (a pipe member holding portion) instead of the
チップ押し出し部材30は、チップ押し出し部材10におけるチップ押し出し面10aをXY平面に平行なチップ押し出し面30aに変更したものである。すなわち、チップ押し出し部材30は、上面10dとチップ押し出し面30aとが平行な直方体状をなしている。
The
チップケース61は、10本のチップ50をZ軸方向に保持するチップ受け面61aの高さが、チップ50を格納する各ロッド格納穴61bにより異なり、両端から中央に向かって上昇する山形の階段状をなしているものである。チップ受け面61aの高さは、チップロッド11Aなどの先端からの距離がそれぞれ等しい寸法とされる。
In the
本変形例によれば、装着動作においては、チップロッド11Aなどが、チップケース61上にそれぞれ対応する段差を持って配置されたチップ50の着脱部50aに対して、同時に嵌合することができる。
そして、脱着動作においては、チップロッドホルダ9を上昇することにより、チップロッド11Aなどをチップロッドガイド孔10cに沿って上昇させると、チップ押し出し面30aに対して、チップロッド11E、11D、11C、11B、11Aにそれぞれ嵌合したチップ50が2本ずつ順次時間差を持って当接し、チップ押し出し面30aから反力を付勢され、順次嵌合が解除される。したがって、チップ着脱部駆動モータ14の負荷に関して、上記実施形態と全く同様になるものである。
本変形例の場合、チップ押し出し面30aに段差を設けなくてもよいので、チップ押し出し部材30を簡素な構成とすることができるという利点がある。
According to this modified example, in the mounting operation, the tip rod 11A and the like can be simultaneously fitted to the attaching / detaching
In the detaching operation, when the
In the case of this modification, there is no need to provide a step on the
このように本変形例は、チップロッド11Aなどとチップ押し出し部材30とが相対移動する際、チップ押し出し面30aに段差を設けず、チップロッド11Aなどの長さを変えて、チップ50チップ押し出し面30aからの相対距離を変更し、付勢タイミングを変更した例となっている。
As described above, in this modified example, when the tip rod 11A and the
また、上記の説明では、脱着動作を行う場合に、脱着部材を管部材に付勢する付勢タイミングに時間差を設ける例で説明したが、第1の移動手段の負荷に余裕があれば、管部材を同時に脱着してもよい。 In the above description, when performing the detachment operation, an example has been described in which a time difference is provided in the urging timing for urging the detachable member to the tube member. However, if there is a margin in the load of the first moving means, The members may be detached at the same time.
また、上記の説明では、第1の移動手段として、ボールネジ4、ボールネジナット7、チップ着脱部駆動モータ14からなる例で説明したが、移動手段は直線移動可能な手段であれば、これに限定されない。例えば、リニアモータを用いた移動手段や、エアシリンダを用いた移動手段を採用してもよい。
In the above description, the example of the first moving means including the
また、上記の説明では、複数の管部材が、チップ50として共通の形状を有する例で説明したが、複数の管部材の形状は互いに異なっていてもよい。このとき、脱着に要する付勢力が異なる場合には、必要な付勢力の差に応じて、同一タイミングで脱着される組合せを各付勢力が平均化されるように設定することが好ましい。
In the above description, the example in which the plurality of tube members have a common shape as the
また、上記の説明における相対移動は、すべて上記実施形態と逆側の構成が移動するように変形することができる。 Moreover, all the relative movements in the above description can be modified so that the configuration on the opposite side to the above embodiment moves.
また、上記の説明では、管部材の着脱機構を分注装置に用いた例で説明したが、本発明の管部材の着脱機構は、分注装置での使用に限定されるものではなく、複数の管部材を脱着することが必要な他の装置に用いてもよい。 In the above description, the example in which the tube member attaching / detaching mechanism is used in the dispensing device has been described. However, the tube member attaching / detaching mechanism of the present invention is not limited to use in the dispensing device, The pipe member may be used in other apparatuses that need to be detached.
1 取付ベース
2 支持板
4 ボールネジ(第1の移動手段)
7 ボールネジナット(第1の移動手段)
9 チップロッドホルダ
10、10A、30 チップ押し出し部材(脱着部材)
10a、10f、30a チップ押し出し面(付勢面)
10b 突き出しピン挿入穴
11 チップロッド(管状ロッド)
11a 嵌合部
11d ストッパ
12 リニア軸受
13、27 スライド機構(第2の移動手段)
14 チップ着脱部駆動モータ(第1の移動手段)
19 チューブ
21 突き出しピン
23 突き出しピン駆動モータ
26 加圧コロ
40 チップ着脱部(管部材の着脱機構)
50 チップ(管部材)
50a 着脱部(被嵌合部)
50b 受け部
50d 先端孔部(ノズル部)
60、61 チップケース(管部材保持部)
60a チップ受け面
100 分注装置
1 mounting
7 Ball screw nut (first moving means)
9
10a, 10f, 30a Chip extrusion surface (urging surface)
10b Extrusion
14 Chip attachment / detachment portion drive motor (first moving means)
19
50 tips (tube members)
50a Detachable part (fitted part)
60, 61 Tip case (tube member holding part)
60a
Claims (2)
前記複数の管部材を、前記被嵌合部を一定方向に向けて配置する管部材保持部と、
前記被嵌合部に嵌合する嵌合部を各先端に有する複数の管状ロッドと、
該複数の管状ロッドを前記管部材保持部に対して前記一定方向に沿って相対移動して、前記管部材保持部に配置された前記複数の管部材の被嵌合部に嵌合せしめる第1移動手段と、
前記管状ロッドの側部において前記一定方向に沿って相対移動することにより、前記管状ロッドに嵌合された管部材に付勢して嵌合を解除する脱着部材と、
前記嵌合を解除された前記管部材と前記脱着部材とを、前記一定方向と交差する方向に相対移動する第2移動手段とを備えることを特徴とする管部材の着脱機構。 A detachable mechanism for a plurality of pipe members having mated portions,
A tube member holding portion for arranging the plurality of tube members with the fitted portion oriented in a certain direction; and
A plurality of tubular rods each having a fitting portion that fits into the fitted portion;
The plurality of tubular rods are moved relative to the tube member holding portion along the fixed direction, and are fitted into the fitted portions of the plurality of tube members arranged in the tube member holding portion. Transportation means;
A detachable member that releases the fitting by urging the tube member fitted to the tubular rod by relatively moving along the fixed direction at the side of the tubular rod;
A tube member attaching / detaching mechanism comprising: a second moving means for relatively moving the tube member and the detachable member which are released from the fitting in a direction crossing the fixed direction.
前記管部材として先端にノズル部が形成されたチップを着脱することを特徴とする管部材の着脱機構を用いた分注装置。 The pipe member attaching / detaching mechanism according to claim 1,
A pipetting device using a tube member attaching / detaching mechanism, wherein a tip having a nozzle portion formed at the tip is attached and detached as the tube member.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005280255A JP2007093285A (en) | 2005-09-27 | 2005-09-27 | Mechanism for attaching and removing tube member and dispensing apparatus using same |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010025804A (en) * | 2008-07-22 | 2010-02-04 | Aloka Co Ltd | Nozzle unit |
CN103163310A (en) * | 2013-03-15 | 2013-06-19 | 东南大学 | Multi-channel micro-volume sampling device |
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-
2005
- 2005-09-27 JP JP2005280255A patent/JP2007093285A/en not_active Withdrawn
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