JP2007330572A - Syringe pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シリンジポンプに関し、詳しくは、注射器又はマイクロシリンジから液体を送出するポンプであって、特に、有機合成実験において、微量の液体試料をマイクロシリンジから反応容器内に添加注入する際に最適なシリンジポンプに関する。 The present invention relates to a syringe pump, and more particularly to a pump that delivers liquid from a syringe or a microsyringe, and is particularly suitable for adding and injecting a small amount of liquid sample from a microsyringe into a reaction vessel in an organic synthesis experiment. This relates to a syringe pump.
注射器に吸引した薬液等を自動的に患者等に向けて送出するための機器として、従来からシリンジポンプが用いられている。一般的なシリンジポンプは、シリンダボディを固定するための固定機構と、プランジャを押動するための押動機構と、押動機構の動作を制御する制御部とを一体化したものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
しかし、プランジャを押動するための押動機構としてねじ送り機構を利用した場合、何らかの理由でプランジャの動きが停止した場合、ねじ送り機構からの押動力によってプランジャに強い力が継続して作用するので、マイクロシリンジのような細いプランジャは、押動力によって曲がってしまう虞があった。 However, when a screw feeding mechanism is used as a pushing mechanism for pushing the plunger, if the plunger stops for some reason, a strong force continues to act on the plunger by the pushing force from the screw feeding mechanism. Therefore, a thin plunger such as a microsyringe may be bent by the pressing force.
また、従来の注射器用のシリンジポンプでは、プランジャの摘み部を単に押動するだけでよく、ほとんど問題はないが、マイクロシリンジの細いプランジャを押動する際には、プランジャの摘み部を所定位置に確実に保持した状態で、プランジャの軸線方向に正確に押動する必要があり、摘み部を傾いた状態で押動すると、この場合も押動力によってプランジャが曲がってしまう虞があった。 In addition, in a conventional syringe pump for a syringe, it is sufficient to simply push the plunger knob, and there is almost no problem. However, when pushing the thin plunger of the microsyringe, the plunger knob is placed in a predetermined position. It is necessary to accurately push in the axial direction of the plunger while securely holding it, and if the knob is pushed in an inclined state, the plunger may be bent by the pushing force in this case as well.
そこで本発明は、プランジャの動きが停止した場合でも、プランジャに強い力が加わることを抑えることができ、また、プランジャの摘み部を確実に保持することができるシリンジポンプを提供することを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to provide a syringe pump that can prevent a strong force from being applied to the plunger even when the movement of the plunger stops, and can reliably hold the knob portion of the plunger. Yes.
上記目的を達成するため、本発明のシリンジポンプは、マイクロシリンジのシリンダボディを保持するシリンダボディ保持部材と、該シリンダボディ保持部材の一側から延設されたガイド部材と、該ガイド部材に沿って移動可能に設けられたキャリッジと、前記ガイド部材に平行に配置された送りねじと、該送りねじを回転駆動するモータとを備え、前記シリンダボディ保持部材に保持したマイクロシリンジのプランジャを前記キャリッジに保持し、前記送りねじを回転させて前記キャリッジを前記ガイド部材に沿って直線移動させることにより、前記プランジャを押動してマイクロシリンジ内の液体を送出するシリンジポンプにおいて、前記キャリッジは、前記ガイド部材が軸方向に移動可能に挿通するガイド孔と、前記プランジャの摘み部を保持するプランジャ摘み部保持部と、前記送りねじに係合する係合部と、前記キャリッジのシリンダボディ保持部材側の基端面に前記摘み部を保持するための摘み保持部材とを備え、該摘み保持部材は、キャリッジ本体のシリンダボディ保持部材側及び反シリンダボディ保持部材側で、それぞれ前記ガイド部材に軸方向に移動可能、かつ、周方向に回動可能に設けられた回動腕と、両回動腕の回動端部間を連結する連結部材と、該摘み保持部材をキャリッジ本体に対して反シリンダボディ保持部材側に付勢する付勢手段とを備え、前記シリンダボディ保持部材側の回動腕には前記プランジャが挿通可能な切欠部と、前記摘み部を保持した状態で該摘み保持部材の回動を規制する規制部とが設けられ、前記付勢手段によって反シリンダボディ保持部材側に付勢されるシリンダボディ保持部材側の回動腕のキャリッジ本体側の面とキャリッジ本体のシリンダボディ保持部材側の面との間に前記摘み部を挟持する位置に摘み保持部材を回動させたときに、前記プランジャが前記切欠部を挿通した状態となり、前記規制部によって摘み保持部材の回動が規制された状態になることを特徴としている。 In order to achieve the above object, a syringe pump of the present invention includes a cylinder body holding member that holds a cylinder body of a microsyringe, a guide member that extends from one side of the cylinder body holding member, and the guide member. A micro-syringe plunger held by the cylinder body holding member, and a carriage screw arranged parallel to the guide member, and a motor for rotationally driving the feed screw. In a syringe pump that rotates the feed screw and linearly moves the carriage along the guide member to push the plunger and deliver the liquid in the microsyringe, the carriage includes the carriage A guide hole through which the guide member is movably inserted in the axial direction, and a knob for the plunger A plunger knob holding portion that holds the knob, an engagement portion that engages with the feed screw, and a knob holding member for holding the knob on a base end surface of the carriage on the cylinder body holding member side, A knob holding member is provided on the cylinder body holding member side and the anti-cylinder body holding member side of the carriage main body, each of the guide members being movable in the axial direction, and a rotating arm provided rotatably in the circumferential direction, A connecting member for connecting the rotating ends of both rotating arms; and a biasing means for biasing the knob holding member toward the side opposite to the cylinder body holding member with respect to the carriage body, the cylinder body holding member side The rotating arm is provided with a notch portion through which the plunger can be inserted and a restricting portion for restricting the rotation of the knob holding member while holding the knob portion. A knob holding member is placed at a position where the knob is sandwiched between the carriage body side surface of the rotating arm on the cylinder body holding member side biased toward the holding member side and the cylinder body holding member side surface of the carriage body. When it is rotated, the plunger is in a state of being inserted through the notch, and the rotation of the knob holding member is restricted by the restricting portion.
また、前記係合部が、前記送りねじの周囲に軸線を平行に向けて配置された複数のローラと、該複数のローラを前記送りねじに対して放射方向に移動可能かつ軸方向への移動を規制した状態で回動可能に保持するとともに前記送りねじの外径より大きな内径を有する送りねじ挿通孔を有するケース部と、該ケース部の両端からそれぞれ突出するローラ軸を前記送りねじの周面方向に付勢する付勢手段とを備え、前記各ローラの周面には、前記送りねじのねじピッチと等しいピッチの平行溝が設けられていることを特徴としている。 In addition, the engaging portion has a plurality of rollers arranged around the feed screw with their axes parallel to each other, and the plurality of rollers can move in the radial direction with respect to the feed screw and move in the axial direction. A case portion having a feed screw insertion hole having an inner diameter larger than the outer diameter of the feed screw and a roller shaft projecting from both ends of the case portion. Biasing means for biasing in the surface direction, and parallel grooves having a pitch equal to the screw pitch of the feed screw are provided on the peripheral surface of each roller.
さらに、前記送りねじに係合する前記ローラは、前記送りねじの周方向に等間隔に3個設けられ、前記ねじピッチの1/3ピッチずつ軸線方向にずらした状態で前記ケース部内に配設されていることを特徴としている。 Further, three rollers that engage with the feed screw are provided at equal intervals in the circumferential direction of the feed screw, and are arranged in the case portion while being shifted in the axial direction by 1/3 pitch of the screw pitch. It is characterized by being.
本発明によれば、キャリッジのシリンダボディ保持部材側の面にプランジャの摘み部を確実に保持することができ、10μl程度のマイクロシリンジの細いプランジャも軸線方向に正確に押動することができる。 According to the present invention, the knob portion of the plunger can be securely held on the surface of the carriage on the cylinder body holding member side, and the thin plunger of the microsyringe of about 10 μl can be accurately pushed in the axial direction.
また、周面に平行溝を設けた複数のローラを付勢手段で付勢した状態で送りねじに係合させることにより、通常時には、モータにより回転駆動された送りねじと平行溝とが歯合してキャリッジを移動させることができ、キャリッジの動きが停止した場合には、回転し続ける送りねじに対してローラが放射線方向に移動することで歯合状態が解除されるので、キャリッジやプランジャ、送りねじ、モータ等を保護することができる。 In addition, by engaging a plurality of rollers provided with parallel grooves on the peripheral surface with the feed screw in a state of being urged by the urging means, the feed screw rotated by the motor and the parallel groove are normally engaged with each other. The carriage can be moved, and when the movement of the carriage stops, the meshing state is released by moving the roller in the radiation direction with respect to the feed screw that continues to rotate. The feed screw, motor, etc. can be protected.
図は本発明のシリンジポンプの一形態例を示すもので、図1はポンプ本体を自在アームに装着した使用状態の一例を示す説明図、図2はマイクロシリンジを装着した状態のポンプ本体の正面図、図3は同じくポンプ本体の平面図、図4は送りねじとローラとスプリング部材の説明図、図5はキャリッジの説明図、図6は図5のVI−VI断面図、図7は図6の断面平面図である。 FIG. 1 shows an embodiment of the syringe pump according to the present invention. FIG. 1 is an explanatory view showing an example of a usage state in which the pump body is mounted on a free arm. FIG. 2 is a front view of the pump body in a state where a micro syringe is mounted. 3 is a plan view of the pump body, FIG. 4 is an explanatory view of a feed screw, a roller, and a spring member, FIG. 5 is an explanatory view of a carriage, FIG. 6 is a sectional view taken along VI-VI in FIG. 6 is a cross-sectional plan view of FIG.
本形態例に示すシリンジポンプは、マイクロシリンジ11を装着するポンプ本体12と、該ポンプ本体12に信号ケーブル13を介して電気的に接続した制御手段である操作ユニット14とで形成されている。マイクロシリンジ11は、有機合成実験等で数マイクロリットルから数ミリリットル程度の微量の試薬を反応容器に僅かずつ注入する際に用いられる周知のマイクロシリンジであって、シリンダボディ11aの外径が6〜9mm程度、プランジャ11bのストロークが最大で70mm程度の市販のマイクロシリンジを使用できるようにしている。操作ユニット14の操作パネルには、各種設定を行うための各種ボタン14aや動作確認のための表示部14b等が設けられ、内部には、演算手段や記憶手段、入出力手段等の制御部が収納されている。
The syringe pump shown in this embodiment is formed by a pump
ポンプ本体12は、マイクロシリンジ11のシリンダボディ11aを着脱可能に保持するシリンダボディ保持部材15と、該シリンダボディ保持部材15の一側から一対の丸棒材を所定間隔で平行に延設したガイド部材16及び補強材16aと、該ガイド部材16及び補強材16aの基部側(シリンダボディ保持部材15側)に移動可能に設けられたシリンダボディ装着位置規制部材17と、該シリンダボディ装着位置規制部材17より先端側のガイド部材16に沿って移動可能に設けられたキャリッジ18と、前記ガイド部材16に平行に配置され、キャリッジ18に設けられた係合部19に係合してねじ送り機構を構成する送りねじ20と、該送りねじ20を回転駆動するモータ21と、キャリッジ18のプランジャ上死点側移動限を検出して前記モータ21を停止させるリミットスイッチ22と、モータ21の回転数を検出するエンコーダ23とを備えている。
The
シリンダボディ保持部材15は、偏平な直方体形状を有する保持部材本体15aの一面に設けられたV字溝15bと、該V字溝15bと平行な回動軸を中心として回動可能に設けられた円弧状のクランプアーム15cと、該クランプアーム15cを開閉するロックナット15dと、ポンプ本体12を実験用のスタンドやカメラ用三脚、自在アーム等に取り付ける際に使用する支持部材装着部15eとを備えている。
The cylinder
マイクロシリンジ11は、ロックナット15dを回してクランプアーム15cを開き位置にしたときに前記V字溝15b上に着脱可能な状態となり、マイクロシリンジ11のシリンダボディ11aをV字溝15bに載置した状態で、ロックナット15dを回してクランプアーム15cを閉じ位置方向に移動させることにより、V字溝15bとクランプアーム15cとの間にシリンダボディ11aを挟み込んで保持するように形成されている。
The microsyringe 11 is detachable from the V-
ガイド部材16は、シリンダボディ保持部材15の一側、前記V字溝15bの一端と直交する位置にある保持部材本体15aの一端面からV字溝15bの軸線と平行な方向に延設されており、ガイド部材16及び補強材16aの基端部は、保持部材本体15aの前記一つの端面に固着されたモータ固定板24の一対の保持孔内にそれぞれ挿入され、保持孔の側方からねじ込まれた固定ボルトによって固定されている。また、ガイド部材16及び補強材16aの先端部は、エンド部材16bで保持されている。
The
前記モータ固定板24は、前記ガイド部材16及び補強材16aの固定とともに、モータ21を所定位置に固定するためのものであって、保持部材本体15aに対して、前記クランプアーム15cが開き位置にあるときの突出方向とは逆方向の位置にモータ21が固定される。
The
モータ21には、駆動軸の回転数(回転角度)を制御可能な小型ステッピングモータあるいは小型DCモータが用いられており、駆動軸側には減速用のギアヘッド21aが装着され、反駆動軸側には駆動軸の回転数を検出するための前記エンコーダ23が装着された一体的なユニット構造を有している。ギアヘッド21aから突出した軸部にはカップリング21bを介して前記送りねじ20が連結されており、ギアヘッド21aの端部をモータ固定板24に装着することにより、保持部材本体15aに隣接した状態でモータ21が固定される。カップリング21bに基端部が連結された送りねじ20は、先端部がエンド部材16bで保持されることにより、その軸線がV字溝15bの軸線及びガイド部材16と互いに平行な状態となる。また、エンコーダ23によってモータ21の回転数を計測することにより、送りねじ20の回転数を正確に算出することができ、これによってキャリッジ18の位置や移動量を把握することで高精度な送液を可能としている。
The
ガイド部材16の基部側に設けられたシリンダボディ装着位置規制部材17は、ガイド部材16及び補強材16aを挿通する一対の挿通孔を有する板状体からなるものであって、該挿通孔にガイド部材16及び補強材16aをそれぞれ挿通した状態で、挿通孔の側方からねじ込まれる固定ねじ17aによってガイド部材16の任意の位置で固定できるように形成されている。
The cylinder body mounting
このシリンダボディ装着位置規制部材17の一側方には、シリンダボディ11aの後端に設けられているフランジ11cの外端面が当接する規制面17bが形成されており、この規制面17bにフランジ11cの外端面を当接させた状態でシリンダボディ11aを前記シリンダボディ保持部材15に保持させることにより、マイクロシリンジ11のシリンダボディ11aを一定の位置に取り付けられるようにしている。また、シリンダボディ装着位置規制部材17には、規制面17bから前記キャリッジ18側に操作子22aを突出させた前記リミットスイッチ22が装着されている。
On one side of the cylinder body mounting
通常、シリンダボディ装着位置規制部材17の位置は、規制面17bにフランジ11cの外端面を当接させたときに、シリンダボディ保持部材15やエンコーダ24よりもニードル11dが十分に突出するように、例えば、ニードル11dの基部がシリンダボディ保持部材15やエンコーダ24よりも突出した状態になるように設定される。
Normally, the cylinder body mounting
前記キャリッジ18は、キャリッジ本体18aに設けたガイド孔18bにガイド部材16の前記シリンダボディ装着位置規制部材17より先端側を挿通することによって直線移動可能に設けられている。キャリッジ18には、前記プランジャ11bの摘み部11eを着脱可能に保持するプランジャ摘み部保持部25と、前記係合部19と、前記リミットスイッチ22を作動させるスイッチ押動部25aとが一体に形成されている。
The
スイッチ押動部25aは、キャリッジ18がシリンダボディ装着位置規制部材17方向に移動した上死点側移動限で操作子22aを押動し、リミットスイッチ22を作動させるものであって、リミットスイッチ22の作動によってモータ21を停止させ、プランジャ11bが上死点を超えて前進しないように設定されている。なお、プランジャ11bの上死点において、フランジ11cと摘み11eとの間隔が異なるマイクロシリンジ11に対しては、リミットスイッチ22の位置調整によって対応することができる。
The
プランジャ摘み部保持部25は、摘み部11eをキャリッジ本体18aのシリンダボディ保持部材側の面に押圧して保持するための摘み保持部材であるラッチ部材26を有している。このラッチ部材26は、キャリッジ本体18aのシリンダボディ保持部材側及び反シリンダボディ保持部材側で、それぞれ前記ガイド部材16に軸方向に移動可能、かつ、周方向に回動可能に設けられた回動腕26a,26bと、両回動腕26a,26bの回動端部間を連結する連結部材26cと、該ラッチ部材26をキャリッジ本体18aに対して反シリンダボディ保持部材側に付勢する付勢手段であるコイルスプリング27とを備えている。
The plunger
ラッチ部材26は、回動腕26a,26b及び連結部材26cによってキャリッジ本体18aを跨ぐ鞍型に形成され、シリンダボディ保持部材側の回動腕26aは、前記ガイド部材16に挿通されたブッシュ28を介してガイド部材16に取り付けられ、反シリンダボディ保持部材側の回動腕26bは、ガイド部材16に挿通されたリテーナ29を介してガイド部材16に取り付けられている。これにより、ラッチ部材26はブッシュ28及びリテーナ29を介してガイド部材16に移動可能、回動可能に取り付けられ、摘み部11eを保持する保持位置(図5に実線で示す位置)と非保持位置(図5に破線で示す位置)とに回動可能となる。
The
さらに、キャリッジ本体18aに設けた小径のガイド孔18bの反シリンダボディ保持部材側には、前記コイルスプリング27を収容する中径のスプリング収容孔18cと、前記リテーナ29を移動可能に収容する大径のリテーナ収容孔18dとが連設され、スプリング収容孔18cとリテーナ29の内周とにコイルスプリング27が縮設されている。また、回動腕26aにはプランジャ11bが挿通可能な切欠部26dが設けられるとともに、キャリッジ本体18aに突設したピン26eが挿通可能なピン挿通孔26fが設けられている。切欠部26dは、所定位置に配置したマイクロシリンジ11の摘み部11eを保持したときにプランジャ11bが挿通する状態となり、同時にピン挿通孔26fにピン26eが挿通することによってラッチ部材26の回動が規制された状態となる。
Further, a medium diameter spring
このように形成したプランジャ摘み部保持部25は、前記コイルスプリング27によって反シリンダボディ保持部材側に付勢されるシリンダボディ保持部材側の回動腕26aのキャリッジ本体側の面とキャリッジ本体18aのシリンダボディ保持部材側の面との間に前記摘み部11eを挟持する状態となり、摘み部11eはキャリッジ本体18aに常時押圧された状態で保持される。また、摘み部11eの保持状態では、プランジャ11bが切欠部26dに挿通され、切欠部26dの周囲の回動腕26aのキャリッジ本体側の面が、キャリッジ本体18aのシリンダボディ保持部材側の面と平行な状態で、摘み部11eの略全体を押圧するため、摘み部11eの先端が球面状に突出していてもガタつきなく確実に保持することができる。さらに、この保持状態で、ピン26eとピン挿通孔26fとが係合してラッチ部材26の回動規制部となるので、摘み部11eの保持状態を確実に維持することができる。また、ピン26eの突出長さとラッチ部材26の移動寸法とを、各種マイクロシリンジ11の摘み部11eの厚さを考慮して設定しておくことにより、摘み部11eの厚さが異なっていても確実に摘み部11eを保持できる。
The plunger
前記係合部19は、前記送りねじ20の周囲に軸線を平行に向けて周方向に120度の等間隔に配置された3個のローラ30と、該ローラ30を送りねじ20に対して放射方向に移動可能かつ軸方向への移動を規制した状態で回動可能に保持するとともに、前記送りねじ20の外径より大きな内径を有する送りねじ挿通孔19aを有するケース部19bと、該ケース部19bの両端からそれぞれ突出するローラ軸30aを送りねじ20の周面方向に付勢する付勢手段であるスプリング部材31とを備えている。前記各ローラ30の周面には、前記送りねじ20のねじピッチと等しいピッチのV字状の平行溝30bが10本程度設けられている。
The
ケース部19bは、前記キャリッジ本体18aから送りねじ20の方向に突設されたもので、ローラ30の長さに送りねじ20のねじピッチの2/3を加えた幅寸法乃至それよりも僅かに大きな寸法を有するローラ収容部19cが設けられるとともに、該ローラ収容部19cの両壁中央部に前記送りねじ挿通孔19aが設けられ、該送りねじ挿通孔19aの周囲に、送りねじ20の軸線に対して放射方向に長いローラ軸挿通孔19dが各3箇所ずつ設けられている。前記スプリング部材31は、略C字状に形成されたもので、ケース部19bの両側面から突出した各ローラ軸30aの外側に懸架され、その両端部を内側に折り曲げてローラ軸30aからの脱落を防止している。また、各ローラ軸30aの両先端部にはEリング32がそれぞれ嵌着され、ローラ軸30a及びスプリング部材31の抜け止めを図っている。
The
3個のローラ30は、送りねじ20と平行溝30bとがそれぞれ歯合することにより、ねじピッチの1/3ピッチずつ軸線方向にずらした状態で前記ローラ収容部19c内に収容されており、ローラ収容部19cのシリンダボディ保持部材側の壁内面に3個のローラ30の内のいずれか一つのローラ端面が当接し、反シリンダボディ保持部材側の壁内面に他のローラ30の端面が当接した状態となっている。また、送りねじ20は、3個のローラ30の中心部に回転可能に保持された状態となり、送りねじ挿通孔19aを非接触で貫通する。
The three
このように形成したシリンジポンプを使用してマイクロシリンジ11から薬液の送液を行う際には、まず、送液量よりも多めに薬液を吸引したマイクロシリンジ11をポンプ本体12に装着する。
When liquid medicine is fed from the microsyringe 11 using the syringe pump formed in this way, first, the microsyringe 11 that has sucked the chemical liquid more than the liquid feeding amount is attached to the
ポンプ本体12へのマイクロシリンジ11の装着は、予め空のマイクロシリンジ11を用いてシリンダボディ装着位置規制部材17の位置調整を行った後、クランプアーム15cを開いて、マイクロシリンジ11のシリンダボディ11aをV字溝15bに載置しながら、フランジ11cの外端面をシリンダボディ装着位置規制部材17の規制面17bに当接させる。また、プランジャ摘み部保持部25のラッチ部材26は、コイルスプリング27に抗してシリンダボディ保持部材側に押動し、ピン26eとピン挿通孔26fとの係合を解除させた後、ラッチ部材26をガイド部材16を中心として反係合部側の非保持位置に回動させておく。この回動状態のラッチ部材26は、ピン26eに回動腕26aが当接することによって回り止めされ、不用意に回動することが防止される。
The mounting of the microsyringe 11 on the
次に、プランジャ11bの引き出し長さを調節して摘み部11eの先端をキャリッジ本体18aのシリンダボディ保持部材側の面に突き当て、ラッチ部材26をシリンダボディ保持部材側に押動しながら保持位置に向かって回動させると、まず、切欠部26dにプランジャ11bが進入する。さらに、ラッチ部材26を押動した状態でピン挿通孔26fがピン26eの位置になるまで回動させてからラッチ部材26の押動力を解除すると、コイルスプリング27の付勢力によってラッチ部材26が移動し、ピン挿通孔26fにピン26eが進入して回り止めされるとともに、回動腕26aが摘み部11eをキャリッジ本体18aに押し付ける状態となる。これにより、摘み部11eは回動腕26aによりキャリッジ本体18aに均等に押圧されて保持された状態になり、摘み部11eの先端が半球状に突出していても、摘み部11eが傾くことなく確実に保持することができる。
Next, the pull-out length of the
一方、シリンダボディ保持部材15では、ロックナット15dを締め付けてクランプアーム15cを閉じ、V字溝15bとクランプアーム15cとでシリンダボディ11aを挟持し、マイクロシリンジ11をポンプ本体12に固定する。このようにV字溝15bとクランプアーム15cとでシリンダボディ11aを挟持することにより、各種寸法のマイクロシリンジ11をポンプ本体12に確実に保持することができる。
On the other hand, in the cylinder
次に、モータ21により送りねじ20を吐出方向に回転させ、キャリッジ18をガイド部材16に沿ってプランジャ11bの上死点まで前進させる。この状態でリミットスイッチ22の位置調整を行い、操作ユニット14が上死点を認識したことを確認してリミットスイッチ22を固定する。
Next, the
このようにして各部の調整を行った後、マイクロシリンジ11をポンプ本体12から一旦取り外して所定量の薬液を吸引するとともに、操作ユニット14を操作してモータ21により送りねじ20を送液方向とは逆方向に回転させ、キャリッジ18をガイド部材16に沿って後退させることにより、プランジャ摘み部保持部25の位置を薬液を吸引した状態の摘み部11eの位置に対応させ、前述のようにして薬液を吸引したマイクロシリンジ11をポンプ本体12に装着する。
After adjusting each part in this manner, the microsyringe 11 is once removed from the
このとき、マイクロシリンジ11には、送液量と同量の薬液を吸引する必要はなく、送液量よりも多めに薬液を吸引してから余剰分を吐出するようにしてもよい。さらに、キャリッジ18の移動をモータ21の作動により行っているので、操作ユニット14では、エンコーダ23からの信号により送りねじ20の回転数をカウントしてキャリッジ18の位置を記憶する。
At this time, it is not necessary for the microsyringe 11 to suck the same amount of the chemical solution as the liquid supply amount, and the excess amount may be discharged after the chemical solution is sucked more than the liquid supply amount. Further, since the
マイクロシリンジ11内の薬液の全量を所定の流量で送液する場合は、操作ユニット14に送液時間を入力する。操作ユニット14では、リミットスイッチ22が作動した上死点位置から現在の位置へキャリッジ18を移動させるまでの送りねじ20の回転数を記憶しているので、この回転数を時間で除した速度で送りねじ20を吐出方向に回転させることにより、その時間内で薬液の全量を吐出して送液することができる。
When the entire amount of the chemical solution in the microsyringe 11 is fed at a predetermined flow rate, the feeding time is input to the
このときキャリッジ18は、係合部19に挿通された送りねじ20が回転することにより、該送りねじ20にスプリング部材31によって各ローラ30が付勢され、各平行溝30bがそれぞれ係合していることから、各ローラ30は送りねじ20に沿って移動し、最も吐出方向側に位置するローラ30の端面がローラ収容部19cの壁面を押圧することにより、キャリッジ18が吐出方向に移動する。このキャリッジ18の移動の際には、3個のローラ30が軸受の役割を果たすとともに、各ローラ30が送りねじ20の回転に従動して回転するので、雌ネジを使用した従来のねじ送り機構に比べて送りねじ20の駆動トルクを大幅に減少させることができる。また、ねじ面に異物を噛み込んだ場合でも、3個のローラ30の1個が送りねじ20に係合していればキャリッジ18を確実に移動させることができる。このキャリッジ18の移動に伴って、マイクロシリンジ11のプランジャ11bが押動されてマイクロシリンジ11内の薬液をニードル11dから送出する。また、3個のローラ30の前後端とローラ収容部19cの内壁との間の隙間をできるだけ小さく、例えばねじピッチの1/3以下としておくことにより、送りねじ20の回転とキャリッジ18の移動量との誤差は無視できる範囲となる。さらに、3個のローラ30は送りねじ20の放射方向に移動可能となっているので、送りねじ20との位置関係が多少ずれても係合状態を保つことができる。
At this time, the
何らかの理由でキャリッジ18の動きが停止した場合は、回転し続ける送りねじ20の作用で、最もキャリッジ移動方向側、例えば吐出側に位置するローラ30がローラ収容部19cの壁面に強い力で押し付けられるとともに、ねじ斜面の効果によって歯合しているねじ山から離れる方向の力を受けることになり、このねじ山から離れる方向の力がスプリング部材31の付勢力を上回ると、ローラ軸30aがローラ軸挿通孔19dに沿って外周側に移動し、平行溝30bの突出部がねじ山をせり上がって乗り越え、次のねじ山部分へねじピッチ分だけ移動して歯合する状態となる。最初のローラ30がねじピッチ分移動すると、二番目のローラ30が前述の力を受けてねじ山を乗り越えてねじピッチ分だけ移動することになり、送りねじ20が回転している間、このねじ山の乗り越を各ローラ30が順次繰り返す。したがって、キャリッジ18が停止したときには、係合部19がトルクリミッタとして作用し、キャリッジ18や送りねじ20、モータ21等に無理な力が加わることがなくなり、これらを保護することができる。また、1個のローラ30が外れても他の2個のローラ30は係合状態を保っているので、キャリッジ18がフリー状態になることもない。
When the movement of the
なお、前記ローラ30は、前述のように軸受としての機能も有しているため、送りねじ20を囲むように設ける必要があることから、3個以上を必要とするが、数が多くなると各ローラの径が小さくなるので、3個が最適である。また、リミットスイッチ22や操作ユニット14の設定は、マイクロシリンジ11の径や、薬液の送出条件に応じて適宜設定すればよく、操作ユニット14の形状や機能は任意である。
In addition, since the
11…マイクロシリンジ、11a…シリンダボディ、11b…プランジャ、11c…フランジ、11d…ニードル、11e…摘み部、12…ポンプ本体、13…信号ケーブル、14…操作ユニット、15…シリンダボディ保持部材、15a…保持部材本体、15b…V字溝、15c…クランプアーム、15d…ロックナット、16…ガイド部材、16a…補強材、16b…エンド部材、17…シリンダボディ装着位置規制部材、17a…固定ねじ、17b…規制面、18…キャリッジ、18a…キャリッジ本体、18b…ガイド孔、18c…スプリング収容孔、18d…リテーナ収容孔、19…係合部、19a…送りねじ挿通孔、19b…ケース部、19c…ローラ収容孔、19b…ローラ軸挿通孔、20…送りねじ、21…モータ、22…リミットスイッチ、22a…操作子、23…エンコーダ、24…モータ固定板、25…プランジャ摘み部保持部、25a…スイッチ押動部、26…ラッチ部材、26a,26b…回動腕、26c…連結部材、26d…切欠部、26e…ピン、26f…ピン挿通孔、27…コイルスプリング、28…ブッシュ、29…リテーナ、30…ローラ、30a…ローラ軸、30b…平行溝、31…スプリング部材、32…Eリング DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Micro syringe, 11a ... Cylinder body, 11b ... Plunger, 11c ... Flange, 11d ... Needle, 11e ... Knob part, 12 ... Pump main body, 13 ... Signal cable, 14 ... Operation unit, 15 ... Cylinder body holding member, 15a ... Holding member main body, 15b ... V-shaped groove, 15c ... Clamp arm, 15d ... Lock nut, 16 ... Guide member, 16a ... Reinforcing material, 16b ... End member, 17 ... Cylinder body mounting position restricting member, 17a ... Fixing screw, 17b: Restricting surface, 18 ... Carriage, 18a ... Carriage body, 18b ... Guide hole, 18c ... Spring housing hole, 18d ... Retainer housing hole, 19 ... Engagement part, 19a ... Feed screw insertion hole, 19b ... Case part, 19c ... Roller receiving hole, 19b ... Roller shaft insertion hole, 20 ... Feed screw, 21 ... Motor, 22 ... Mitt switch, 22a ... operator, 23 ... encoder, 24 ... motor fixing plate, 25 ... plunger knob holding part, 25a ... switch pushing part, 26 ... latch member, 26a, 26b ... rotating arm, 26c ... connecting member , 26d ... notch, 26e ... pin, 26f ... pin insertion hole, 27 ... coil spring, 28 ... bush, 29 ... retainer, 30 ... roller, 30a ... roller shaft, 30b ... parallel groove, 31 ... spring member, 32 ... E-ring
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