JP2012122345A - Multiple-string syringe pump device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流体供給装置や反応装置のシステムなどに用いられるシリンジポンプ装置のうち、特に複数のシリンジを並設するとともに、各シリンジを構成しているピストンを共通のピストン支持部に保持してそのピストン支持部の可動により各ピストンを同時に往復動するようにした多連式シリンジポンプ装置に関するものである。 The present invention includes a syringe pump device used in a fluid supply device, a reaction device system, and the like, in particular, a plurality of syringes arranged side by side, and a piston constituting each syringe held on a common piston support portion. The present invention relates to a multiple syringe pump device in which each piston is reciprocated simultaneously by the movement of the piston support portion.
図4は特許文献1に開示の多連式シリンジポンプ装置を示している。この多連式シリンジポンプ装置は、複数のシリンジ14a〜14hと、各シリンジを構成している複数のシリンダを保持するシリンダ側支持部(シリンジ側ホルダ)18と、各シリンジを構成している複数のピストン(ブランジャ)16a〜16hを保持するピストン支持部(プランジャ側ホルダ)20と、ピストン支持部20を可動して各ピストンを同時に往復動する駆動機構部とを備え、各ピストンの往復動により各シリンダ内に流体を吸引したり吐出するものである。この駆動機構部は、シリンジ側支持部18又はピストン支持部20の一方を固定する固定台22と、他方の支持部を固定された支持部に対して移動させる3本の送りネジ24−1〜24−3と、動力源となる1以上のモータ26とからなる。
FIG. 4 shows a multiple syringe pump device disclosed in
図5は、多連式シリンジポンプ装置の用途例として、原液AとBとを反応させる2つの反応装置14A,14Bに多連式シリンジポンプ装置(以下、装置と略称することもある)を用いたシステムを示している。この例では、各装置1A〜1Dがピストン2及びシリンダ3からなるシリンジ4の2組を単位とし構成されている。シリンダ支持部8が固定されるとともに、ピストン支持部5が対応する駆動機構部6A〜6Dにより可動されて各シリンジ4A,4Bのピストン2を同時に移動する。反応装置14Aには、原液Aが装置1Aのシリンジ4Bと装置1Bのシリンジ4Bより、原液Bが装置1Cのシリンジ4Bと装置1Dのシリンジ4Bより配管12及びチャッキ弁13を介して供給される。反応装置14Bには、原液Aが装置1Aのシリンジ4Aと装置1Bのシリンジ4Aより、原液Bが装置1Cのシリンジ4Aと装置1Dのシリンジ4Aより配管12及びチャッキ弁13を介して供給される。
FIG. 5 shows an example of the use of a multiple syringe pump device in which a multiple syringe pump device (hereinafter sometimes abbreviated as “device”) is used as the two
上記従来の多連式装置は、各装置が複数のシリンジの各ピストンを同時に出没移動するため、各シリンジ毎に駆動機構部を設ける単動式に比べ、図5の例だと駆動機構部が半分でよく設備費及び設置スペースを大幅に抑えることができ、経済的に極めて有効となる。 Since the conventional multiple-type device moves in and out of the pistons of a plurality of syringes at the same time, the drive mechanism unit is different from the single-acting type in which a drive mechanism unit is provided for each syringe. The cost can be greatly reduced by half, and the installation cost and installation space can be greatly reduced, which is extremely effective economically.
しかし、従来の多連式装置では、図5のシステムの例だと、仮に1個のシリンジ(例えば装置1Aのシリンジ4A)が破損で使用不能となると、そのシリンジだけではなく、装置1Aのシリンジ4Bも停止しなくてはならない。これは、シリンジ4A,4B共に同じピストン支持部に保持されているため破損したシリンジを停止すると、もう一方のシリンジも停止せざるを得ないためである。これらはシリンジの破損だけではなく、吸引や吐出ラインを形成している配管の目詰まりなどでも同じであり、一旦問題が起こると復旧まで全停止が続くことになる。なお、シリンジポンプでは、通常、ピストンがその先端をシリンダ内周に摺接して往復動するため、ピストン先端の摩耗進行(寿命)がはやいということからも全停止による稼働率の低下は深刻な問題となる。
However, in the conventional multiple-type device, in the example of the system of FIG. 5, if one syringe (for example, the
本発明の目的は、多連式装置において、複数のシリンジのうち、1以上が異常となったときも全停止を避けることができ、それにより多連式装置全体の稼働率を高い状態に維持することにある。 An object of the present invention is to avoid a total stop even when one or more of a plurality of syringes become abnormal in a multiple device, thereby maintaining a high operating rate of the entire multiple device. There is to do.
請求項1の発明は、図1及び図2を参照して特定すると、複数のシリンジ4A,4Bと、各シリンジを構成している複数のシリンダ3を保持するシリンダ支持部8と、各シリンジを構成している複数のピストン2を保持するピストン支持部5と、ピストン支持部5を可動して各ピストンを同時に往復動可能な駆動機構部6とを備え、各ピストン2の往復動により各シリンダ3内に流体を吸引したり吐出する多連式シリンジポンプ装置1において、ピストン支持部5に設けられてピストン2の基端2bを装着する保持状態及び離脱する非保持状態に切り換えられるチャック7A,7Bを有し、各チャックのうち、1以上のチャックを非保持状態にし、ピストン2がシリンダ3に没した状態から突出方向へ切り換えられるのと連動して、非保持状態にしたチャックと該チャックに対応したピストンとが離間されるようにしたことを特徴としている。
When the invention of
請求項2の発明は、請求項1において、前記チャック7A,7Bを遠隔操作により保持状態と非保持状態とに切り換える切換手段9A,9Bを有していることを特徴としている。
The invention of
請求項3の発明は、請求項2において、前記チャックは真空チャック、磁気チャック、油圧チャック、エアチャックの何れかであることを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the chuck is any one of a vacuum chuck, a magnetic chuck, a hydraulic chuck, and an air chuck.
請求項1の発明は、多連式シリンジポンプ装置として、図2の例から明きらかなように、ピストン支持部に設けられた複数のチャックのうち、同(a)のごとく異常になったシリンジに対応するチャックを非保持状態にすると、同(b)のごとくピストンがシリンダに没した状態から突出方向へ切り換えられるのと連動して、非保持状態にしたチャックと該チャックに対応したピストンとが離間、つまりポンプ停止状態となる。これにより、本発明では、図1の多連式装置1A〜1Dを用いたシステムの例だと、異常のシリンジ4Bと同じ反応装置14Aに接続されている他の装置1B、装置1C、装置1Dの各シリンジ4Bのピストンを保持している3つのチャックを非保持状態に切り換えれば、もう一方の反応装置14Bに接続されている各装置1A〜1Dのシリンジ4Aを有効に駆動でき、それにより全停止を回避(図1の例では稼働率50%を維持)できる。
The invention of
請求項2の発明は、請求項1において、上記した各チャックを遠隔操作により保持状態と非保持状態とに切り換える切換手段を有しているため、チャックの異常に基づいて対応するチャックを非保持状態となるよう迅速に切り換えることができ、しかも自動切り換えも可能となる。また、図3の発明は、以上のチャック自体はよく知られた公知の構造のものを用いることができる点を確認的に特定したことに意義がある。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, since the above-described chuck is provided with switching means for switching each chuck between a holding state and a non-holding state by remote control, the corresponding chuck is not held based on the abnormality of the chuck. It is possible to quickly switch to a state, and automatic switching is also possible. Further, the invention of FIG. 3 is significant in that it has been confirmed that the above chuck itself can be a well-known structure can be used.
以下、本発明形態の多連式シリンジポンプ装置を図面を参照しながら説明する。この説明では、図1に示した多連式シリンジポンプ装置の構造特徴、図2の異常時の作動特徴、図3の変形例の順に詳述する。図1〜図3では、重複した説明を省くため図5と同一箇所に同一符号を付している。 Hereinafter, the multiple syringe pump device of the present invention will be described with reference to the drawings. In this description, the structure feature of the multiple syringe pump device shown in FIG. 1, the operation feature at the time of abnormality in FIG. 2, and the modified example in FIG. 1 to 3, the same reference numerals are assigned to the same portions as those in FIG. 5 in order to omit redundant description.
(構造特徴)図1のシステムは、図5と同様に反応装置14A,14Bに原液AとBを本発明形態の多連式シリンジポンプ装置1A〜1Dにより供給する例である。ここで、多連式シリンジポンプ装置1A〜1Dは、複数(この例では2つ)のシリンジ4A,4Bと、各シリンジ4A,4Bを構成している複数のシリンダ3、及び各シリンダ3を保持するシリンダ支持部8と、各シリンジを構成している複数のピストン2、及び各ピストン2を保持するピストン支持部5と、ピストン支持部5を可動して各ピストンを同時に往復動可能なピストン駆動機構部6A〜6Dとを備え、各ピストン2の往復動により各シリンダ3内に流体(気体、液体、流動体)を吸引したり吐出して移送する点で従来と同じ。異なる構成は、装置1A〜1Dの各ピストン支持部5がピストン2を着脱する真空チャック7A,7Bと、各真空チャック7A,7Bをピストンの基端2bを装着する保持状態及び離脱する非保持状態に切り換える切換手段としての電磁弁9A,9と、不図示の真空ポンプに接続されているメインの配管10及び配管10と各装置1A〜1Dの真空チャック7A,7Bとの間を接続している配管11とを備えている点にある。
(Structural Features) The system of FIG. 1 is an example in which the stock solutions A and B are supplied to the
なお、図1のシステムにおいて、反応装置14Aには、原液Aが装置1Aのシリンジ4Bと装置1Bのシリンジ4Bより、原液Bが装置1Cのシリンジ4Bと装置1Dのシリンジ4Bより配管12及びチャッキ弁13を介して供給される。反応装置14Bには、原液Aが装置1Aのシリンジ4Aと装置1Bのシリンジ4Aより、原液Bが装置1Cのシリンジ4Aと装置1Dのシリンジ4Aより配管12及びチャッキ弁13を介して供給される。
In the system of FIG. 1, the
ここで、装置1A〜1Dのピストン駆動機構部6A〜6Dは、図2(a)に示されるごとく、駆動源としてサーボモータやステッピングモータなどを用いて、対応するピストン支持部5を上下動するとともに、シリンダ支持部8を固定支持する箇所として利用される。つまり、各シリンダ支持部8は、シリンジ2の数に対応した係合孔8cを形成しているホルダ部8aと、板状の取付部8bとを一体に形成しており、取付部8bがピストン駆動機構部6の上側固定部に対し装着されている。そして、シリンダ3は、係合孔8cに対し下から上向きに挿入され、ホルダ部8aの下端面に対し開口縁のフランジ部2bを当接した状態で固着されている。
Here, as shown in FIG. 2A, the
これに対し、各ピストン支持部5には真空チャック7A,7Bが設けられている。真空チャック7A,7Bは、ピストン支持部5の上面側にあってシリンダ支持部8の係合孔8cと同軸線上に装着されている。また、各配管11は、ピストン支持部5に設けられた連通孔を通って対応する真空チャック7A,7Bに接続されている。真空チャック7A,7B自体は、チャック面がピストン2の基端2b(この基端2は端面がブラケットにより覆われている)の接触面を受け止めて吸着固定する公知のものからなる。
On the other hand, each piston support
各配管11の途中には電磁弁9A又は9Bが介在されている。電磁弁9A,9Bは、3ポート電磁弁であり、励磁時は当該真空チャック7A又は7Bが配管10及び配管11を通じて真空引きされる接続ないしは保持状態となり、消磁時は当該真空チャック7A又は7Bが真空引きされない開放(接断)ないしは非保持状態となる。
An
(作動特徴)次に、図1のシステムの稼働中に装置1Aのシリンジ4Bが寿命などで故障した例で、作動特徴を明らかにする。この場合は、図2(a)のごとく故障した装置1Aのシリンジ4Bの下方にある電磁弁9Bを消磁状態に切り換える。同時に、異常となった装置1Aのシリンジ4Bと同じ反応装置14Aに接続されている他の装置1B、装置1C、装置1Dに用いられている各シリンジ4Bの下方にある3箇所の電磁弁9Bを消磁状態に切り換える。
(Operational characteristics) Next, the operational characteristics will be clarified in an example in which the
そして、この例では、各電磁弁9Bが励磁から消磁状態に切り換えられると、対応する各真空チャック7Bが保持状態から非保持状態となる。以後は、ピストン2がシリンダ3に没した同(a)の状態から、同(b)のごとく突出方向へ切り換えられるのと連動して、各真空チャック7Bとそれに対応したピストン2とが離間、つまりポンプ停止状態となる。この結果、この構造では、図5のシステムに比べて、異常のシリンジ4Bと同じ反応装置14Aに接続されている他の装置1B、装置1C、装置1Dの各シリンジ4Bのピストン2を保持している各真空チャックを非保持状態に切り換えるだけで、もう一方の反応装置14Bに接続されている各装置1A〜1Dのシリンジ4Aを有効に駆動できることとなり、それによって従来のような全停止を回避できるのである。本発明は、この例から推察されるごとく各装置1A〜1Dに設定されるシリンジの数を多くするほど、かつ、システムを複雑化するほど有効なものとなる。
In this example, when each
(変形例)図3は上記形態の変形例を示している。この多連式シリンジポンプ装置1Eは、図1の2連式に対して6連式にした一例である。この説明では、上記形態と同じ部材ないしは部位に同じ符号を付して、変更点だけを説明する。
(Modification) FIG. 3 shows a modification of the above embodiment. This multiple
すなわち、このシリンジポンプ装置1Eでは、合計6つのシリンジ4A〜4Fが組として構成されている。各シリンジ4A〜4Fを構成している6つのシリンダ3はシリンダ支持部(シリンダホルダとも称されている)18に保持され、6つのピストン2はピストン支持部15に保持されている。ピストン支持部15には、シリンジ4A〜4Fないしはピストン2の数だけ真空チャック7が設けられている。各真空チャック7には、不図示の真空ポンプに接続されている配管10が配管11及び電磁弁9を介して接続されている。
That is, in this
また、ビストン支持部15は、両側に設けられたピストン駆動機構部6Eにより、上下に可動制御されてシリンジ4A〜4Fの各ピストン2を同時に往復動して、各シリンダ2内に流体(気体、液体、流動体)を吸引したり吐出して移送可能にする。そして、この構造では、ピストン支持部15に設けられた6つの真空チャック7のうち、異常になったシリンジ及びそのシリンジと関連するシリンジ(この例ではシリンジ4B、4D、4F)に対応する真空チャック7を電磁弁9を介して保持状態から非保持状態にすると、同(b)のごとくピストン2がシリンダ3に没した状態から突出方向へ切り換えられるのと連動して、各真空チャック7とそれに対応したピストン2とが離間し、シリンジ4A〜4Fの一部をポンプ停止状態にできる。
Further, the
なお、本発明は、請求項で特定される構成を備えておればよく、細部は以上の形態例や変形例を参考にして更に変更したり展開可能なものである。例えば、本発明のチャックは、真空チャックに代えて、磁気チャック、油圧チャック、エアチャックなどでもよい。また、図1の各装置1A〜1Dでは、2つのシリンジを組としているが、図3の変形例のごとく3以上のシリンジを組として構成可能である。この場合、原理的にはシリンジの数に上限はないが、実際上は駆動機構部の具体的な構造に応じて上限が制約されることになる。
The present invention only needs to have the configuration specified in the claims, and the details can be further changed or developed with reference to the above-described embodiments and modifications. For example, the chuck of the present invention may be a magnetic chuck, a hydraulic chuck, an air chuck or the like instead of the vacuum chuck. Moreover, in each
1A〜1D・・・多連式シリンジポンプ装置
4A〜4D・・・シリンジ(2はピストン、3はシリンダ)
5,15・・・ピストン支持部
6・・・ピストン駆動機構部(駆動機構部)
7A,7B・・・真空チャック(チャック)
8,18・・・シリンダ支持部
9A,9B・・・電磁弁
10〜12・・・配管
13・・・チャッキ弁
1A-1D ... Multiple
5, 15 ...
7A, 7B ... Vacuum chuck (chuck)
8, 18 ...
Claims (3)
前記ピストン支持部に設けられて前記ピストンの基端を装着する保持状態と離脱する非保持状態と切り換えられる複数のチャックを有し、
前記各チャックのうち、1以上のチャックを非保持状態にし、前記ピストンが前記シリンダに没した状態から突出方向への切り換えと連動して、前記非保持状態にしたチャックと該チャックに対応したピストンとが離間されることを特徴とする多連式シリンジポンプ装置。 A plurality of syringes, a cylinder support for holding a plurality of cylinders constituting each of the syringes, a piston support for holding a plurality of pistons constituting each of the syringes, and the piston support. A multiple-syringe pump device that includes a drive mechanism that can reciprocate the pistons simultaneously, and that sucks and discharges fluid into the cylinders by reciprocating movements of the pistons,
A plurality of chucks that are provided on the piston support portion and can be switched between a holding state in which the base end of the piston is mounted and a non-holding state in which the piston is detached
Among each of the chucks, one or more chucks are brought into a non-holding state, and the pistons in the non-holding state and the pistons corresponding to the chucks are interlocked with switching from a state in which the piston is immersed in the cylinder to a protruding direction. And a multiple syringe pump device characterized by being separated from each other.
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