JP3149358B2 - 振盪器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、振盪器、特に振盪
量を任意に可変することのできる振盪器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、被検体である臨床血液検査の前処
理、病理検査の組織浸透、遺伝子診断の染色、脱色、寒
天培養等のような液体や粉体の攪拌混合は、被検体を収
容した試験管やビーカ等を揺り動かすことによって行
う。この場合、機械的に揺り動き動作を行う振盪器が使
用される。

【０００３】前記振盪器には、シーソ式、振動式、旋回
式、８の字旋回式、上下動式、往復動式等があり、被検
体容器を振盪テーブル上に載置し、その振盪テーブルを
上記駆動方式によって所望の振盪量で揺り動かす。振盪
時の振盪効果は振盪周波数（回転数）、振盪振幅、振盪
時間等で異なるが、例えば、病理検査の組織浸透では振
盪周波数が高いと組織浸透効率が高くなる。しかし、そ
の反面、組織を破壊したり、試薬が容器からこぼれたり
して作業効率が低下するので、無造作な振盪調整は好ま
しくなく適切な振盪条件を選定する必要がある。

【０００４】上記方式の振盪器はおもにカム作用によっ
て所定の揺り動かし動作を行っている。一般に多用され
ている旋回式振盪器もモータ等の駆動源によってカムを
回転しているが、カムを使用するため振盪振幅が固定さ
れてしまうため、振盪効果の調整にはカムを駆動してい
るモータの回転数や駆動時間を調整し、振盪周波数や振
盪時間の調整を行っている。また、上記調整方法で十分
な調整ができない場合には、所望の振幅を実現する形状
のカムに交換するか、複数のカムの組み合わせを選択し
て振盪振幅の調整を行っている。そして、上記振盪周波
数や振盪時間の調整と併せてより細かい振盪効果の調整
を行っている

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、カムの交換を
行った場合でも振盪効果の調整には限界があった。つま
り、カムを交換する場合、振幅の変化はカム形状によっ
て制約を受けるので、段階的な変化しか行うことができ
ず、振幅の変化範囲には限界があった。その結果、被検
体に最適な振盪効果を得ることが困難であるという問題
があった。

【０００６】また、微妙に変化する複数のカムを準備す
る場合でも、一般にカムは危険防止のため振盪器のハウ
ジング内部にあったり、カムを覆うカバーが設けられて
いるためカム交換に時間がかかり、振盪振幅の変更をス
ムーズに行うことが困難であり、その結果、振盪作業の
長時間中断しなければならないという問題があった。

【０００７】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、容易な調整作業で
振盪振幅を連続的に変化させることのできる振盪器を提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するために、第１の発明は、駆動源に接続された回転自
在な主軸と、前記主軸を偏心位置に収納する収納部を有
し、前記主軸と一体回転する偏心スリーブと、前記偏心
スリーブの外周上の相対する２点と接触可能な長辺部を
有する長穴が形成された円盤であって、偏心スリーブの
回転により前記主軸中心から変位すると共に前記主軸と
一体に回動運動する円盤と、前記長穴と前記偏心スリー
ブとの接触相対位置を調整する相対位置調整機構と、被
検体を載置可能なテーブルであって、前記円盤の回動運
動により振盪する振盪テーブルと、を有し、前記円盤の
回転運動は、前記相対位置調整機構により、前記偏心ス
リーブの収納部の偏心方向と前記長穴の長手方向が一致
する調整が行われた場合に、偏心スリーブの偏心量を前
記長穴によって吸収して円盤の中心と主軸の中心とが一
致した状態で回転を行う振盪振幅ゼロの真円運動と、収
納部の偏心方向と長手方向とが直交する調整が行われた
場合に、円盤の中心が主軸の中心から最も偏心した状態
で回転を行う最大振盪振幅の最大偏心運動との間で変化
することを特徴とする。

【０００９】この構成によれば、偏心スリーブの回転に
よって長穴と前記偏心スリーブとの接触相対位置が変化
する。前記偏心スリーブの収納部の偏心方向と前記円盤
の長穴の長手方向が一致した場合、前記収納部の偏心量
は偏心スリーブと長穴の長手方向との隙間によって吸収
されるため前記円盤は偏心せずに、主軸が回転した場合
に真円運動を行うことができる。その結果、円盤の回動
によって動作する振盪テーブルの振幅はゼロになる。ま
た、収納部の偏心方向と長穴の長手方向とが直交した場
合、偏心スリーブの回転中心から最も離れた部分が長穴
の長辺部に接触して円盤の中心を主軸中心から最も偏心
した位置に移動させる。その結果、主軸が回転した場
合、円盤は最大偏心運動を行い、円盤の回動によって動
作する振盪テーブルの振幅は最大になる。

【００１０】従って、偏心スリーブが回転して前記長穴
と前記偏心スリーブとの接触相対位置の変化に応じて、
振盪テーブルの振盪振幅はゼロから最大振幅まで連続的
に変化する。

【００１１】上記のような目的を達成するために、第２
の発明は、第１の発明の振盪器において、前記相対位置
調整機構は、前記主軸の軸線に沿って形成された貫通縦
溝と、前記偏心スリーブの側面に形成された一対の螺旋
溝と、前記貫通縦溝と螺旋溝とに挿通可能な貫通ピン
と、前記貫通ピンを上下に移動させるピン駆動機構と、
を含み、前記貫通ピンの上下移動によって螺旋溝に沿っ
て偏心スリーブを主軸回りに回転させて接触相対位置を
調整することを特徴とする。

【００１２】この構成によれば、貫通ピンを上下移動さ
せるだけで容易に偏心スリーブを回転させて円盤の偏心
量を調整し、振盪テーブルの振盪振幅をゼロから最大ま
で連続的に変化することができる。

【００１３】上記のような目的を達成するために、第３
の発明は、第２の発明の振盪器において、前記ピン駆動
機構はモータ駆動により貫通ピンに移動を行い振盪量を
順次変化させることを特徴とする。

【００１４】この構成によれば、振盪振幅の変更をモー
タの回転制御によって行うことが可能であり、正確かつ
迅速な振盪振幅の変更を行うことができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面に基づき説明する。図１は振盪器１０の上面図であ
る。本実施形態の場合、振盪テーブル１２上に被検体容
器としてビーカを載置する例を説明する。この振盪テー
ブル１２は図中Ｘ方向に摺動可能なＸテーブル１４とＹ
方向に摺動可能なＹテーブル１６とから構成されるＸ−
Ｙテーブルで構成されている。また、前述したようにＹ
テーブル１６の上面にはビーカを収納する所定深さの収
納口１６ａが複数形成されている。従って、載置される
ビーカはＸ−Ｙテーブルによって任意の方向に揺り動か
す（振盪動作させる）ことが可能になる。

【００１６】前記Ｘ−Ｙテーブルは図示しない制御部や
電源部を収納する本体ボックス１８上に配置されてい
る。また、前記本体ボックス１８の一端には前記振盪テ
ーブル１２を振盪動作させる振盪機構２０が配置されて
いる。この振盪機構２０は駆動ベルト２２によって接続
されたモータ２４（例えば、サーボモータ）を駆動源と
して動作する。前記振盪機構２０は後述する偏心運動可
能な円盤２６を有し、該円盤２６がＹテーブル１６の裏
面に複数配置されたベアリング２８に接触し、前記円盤
２６の偏心運動をＹテーブル１６に伝達している。

【００１７】以下、振盪機構２０の詳細を説明する。図
２には振盪機構２０の一部断面側面図が示されている。
本体ボックス１８の上面に突出したモータ２４の回転軸
にはプーリ３０が固定され、駆動ベルト２２が巻回され
ている。また、該駆動ベルト２２の他端には本体ボック
ス１８の上面板に複数のベアリング３４を介して回動自
在に保持された主軸３６に一体的に固定されているプー
リ３８に巻回されている。

【００１８】前記主軸３６の上部には図３に示すように
中心軸を通る縦長の貫通縦溝３６ａが形成されている。
また、前記主軸３６は、図４に示すような中心から所定
量偏心した収納部４０ａを有する偏心スリーブ４０に収
納されている。前記収納部４０ａは前記主軸３６と同形
状を呈し、主軸３６の周囲を自由に回転することができ
る。また、偏心スリーブ４０の側面には一対の螺旋溝４
２ａ，４２ｂが形成されている。この螺旋溝４２ａ，４
２ｂの上下端は前記主軸の貫通縦溝３６ａの上下端と一
致するように形成されている。

【００１９】さらに、前記主軸３６の貫通縦溝３６ａと
前記偏心スリーブ４０の螺旋溝４２ａ，４２ｂには、図
２、図５に示すように回転自在なガイドブロック４４に
固定保持された貫通ピン４６が挿通されている。このガ
イドブロック４４は、本体ボックス１８に立設したブラ
ケット４８に進退自在に螺合した調整ネジ５０の先端に
固定されたベアリング５２によって回転自在に支持され
ている。従って、調整ネジ５０を回転させることによっ
て、ガイドブロック４４及び貫通ピン４６を上下に移動
させることができる。また、主軸３６の回転に伴って、
貫通ピン４６が回転し、ガイドブロック４４が回転する
場合も前記ベアリング５２によって、調整ネジ５０で定
められた位置でスムーズに回転する。

【００２０】今、主軸３６の回転がモータ２４等のブレ
ーキ機構によって規制されている場合、調整ネジ５０を
回転してガイドブロック４４及び貫通ピン４６を降下さ
せると、一対の螺旋溝４２ａ，４２ｂに沿って偏心スリ
ーブ４０が回転する。つまり、偏心スリーブ４０が、図
５に破線で示すように偏心回転する。

【００２１】一方、前記主軸３６に一体固定されたプー
リ３８の上面には、図２及び図６（ａ）に示すように、
中央に長穴５４を有する円盤２６が支点ピン５６を中心
に揺動自在に載置されている。この円盤２６の長穴５４
には円柱形状の前記偏心スリーブ４０の外周上の相対す
る２点が、長穴５４の長辺部５４ａに接触するように挿
通されている。従って、上述したように偏心スリーブ４
０が偏心回転すると、その偏心量に応じて円盤２６は、
図６（ｂ）に示すように支点ピン５６を中心に揺動す
る。

【００２２】この状態で、主軸３６、偏心スリーブ４
０、円盤２６の位置関係を固定し、主軸を回転させる
と、円盤２６は主軸３６を中心に偏心運動を行う。この
偏心運動は複数のベアリング２８を介してＹテーブル１
６（振盪テーブル１２）に伝達され、振盪動作を行う。

【００２３】以下、振盪振幅の調整についてさらに詳細
に説明する。円盤２６の中心は、図６（ａ）に示すよう
に、偏心スリーブ４０の収納部４０ａの偏心方向と長辺
部５４ａの方向が一致する場合、すなわち直線Ａで示す
方向と直線Ｂで示す方向が平行な時に主軸３６の中心と
一致するように設定さている。従って、図６（ａ）の状
態で主軸３６にモータ２４の回転駆動力が伝達される
と、貫通ピン４６によって結合した偏心スリーブ４０、
および支点ピン５６によって固定された円盤２６が一体
に回転すると円盤２６は主軸３６を中心に真円運動す
る。その結果、円盤２６と係合する振盪テーブル１２
（Ｙテーブル１６）は移動せず、『振盪量ゼロ』にな
る。この時、前記収納部４０ａの偏心量は偏心スリーブ
４０と長穴５４の長手方向との隙間によって吸収される
ので、収納部４０ａの偏心量は円盤２６に影響を与えな
い。

【００２４】一方、調整ネジ５０を回転し、ガイドブロ
ック４４（貫通ピン４６）を昇降させて偏心スリーブ４
０を徐々に回転させると、偏心スリーブ４０の回転中心
から最も離れた部分が長穴５４の長辺部５４ａに接触し
て円盤２６の中心を主軸３６の中心から最も偏心した位
置に移動させる。円盤２６が偏心した状態で主軸３６、
偏心スリーブ４０、円盤２６がモータ２４の駆動によっ
て一体に回転すると円盤２６は主軸３６を中心に偏心運
動し、円盤２６と係合する振盪テーブル１２（Ｙテーブ
ル１６）を振盪させる。そして、調整ネジ５０により図
６（ｂ）の状態、つまり、収納部４０ａの偏心方向（直
線Ａ）と長辺部５４ａの方向（直線Ｂ）が直交する場
合、円盤２６の偏心量は最大になり、振盪テーブル１２
は『振盪量最大』になる。従って、調整ネジ５０の調整
によりる貫通ピン４６の昇降位置によって振盪量はゼロ
から最大まで任意に変更することができる。なお、最大
振盪量は、偏心スリーブ４０の収納部４０ａの偏心量の
選択により適宜選択することができる。なお、本実施形
態では、偏心スリーブ４０は９０°回転すれば十分であ
るが、３６０°回転しても良い。

【００２５】また、図６（ａ），（ｂ）に示すように円
盤２６上に該円盤２６の偏心動作をガイドするガイド溝
２６ａ及び該ガイド溝２６ａに挿入可能なガイドピン５
８を設けることによって、円盤２６を偏心移動を安定し
て行うことができる。

【００２６】さらに、図２においては調整ネジ５０は手
動で回転できる構成にしたが、サーボモータ等のように
微調制御可能な駆動源によって調整ネジ５０を回転する
ようにすれば、プログラム等で設定された偏心量に迅速
かつ正確に調整することが可能になり、振盪量の設定が
正確かつ容易になる。

【００２７】なお、本実施形態では振盪テーブル上に被
検体容器として、ビーカを載置する例を説明したが、被
検体容器は試験管やバイアル、マイクロプレート等を収
納したりしてもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
偏心スリーブの回転によって円盤の長穴の長辺部と前記
偏心スリーブとの接触相対位置を変化させて、円盤を連
続的に偏心させることにより、カム等の機械的構成部品
の交換を行うことなく振盪テーブルの振盪振幅はゼロか
ら最大振幅まで連続的、かつ迅速に変化させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る振盪器の全体を示す上面図であ
る。

【図２】 本発明に係る振盪器の振盪機構の一部を破断
した側面図である。

【図３】 本発明に係る振盪器の主軸の斜視図である。

【図４】 本発明に係る振盪器に偏心スリーブの斜視図
である。

【図５】 本発明に係る振盪器の主軸、偏心スリーブ、
ガイドブロックを組み合わせ、偏心スリーブの偏心状態
を説明する説明図である。

【図６】 本発明に係る振盪器の振盪量調整を説明する
説明図である。

【符号の説明】

１０ 振盪器、１２ 振盪テーブル、１４ Ｘテーブ
ル、１６ Ｙテーブル、２０ 振盪機構、２４ モー
タ、２６ 円盤、２８，３４，５２ ベアリング、３
０，３８ プーリ、３６ 主軸、３６ａ 貫通縦溝、４
０ 偏心スリーブ、４０ａ 収納部、４２ａ，４２ｂ
螺旋溝、４４ ガイドブロック、４６ 貫通ピン、５０
調整ネジ、５４ 長穴、５４ａ 長辺部。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動源に接続された回転自在な主軸と、 前記主軸を偏心位置に収納する収納部を有し、前記主軸
   と一体回転する偏心スリーブと、 前記偏心スリーブの外周上の相対する２点と接触可能な
   長辺部を有する長穴が形成された円盤であって、偏心ス
   リーブの回転により前記主軸中心から変位すると共に前
   記主軸と一体に回動運動する円盤と、 前記長穴と前記偏心スリーブとの接触相対位置を調整す
   る相対位置調整機構と、 被検体を載置可能なテーブルであって、前記円盤の回動
   運動により振盪する振盪テーブルと、 を有し、 前記円盤の回転運動は、前記相対位置調整機構により、
   前記偏心スリーブの収納部の偏心方向と前記長穴の長手
   方向が一致する調整が行われた場合に、偏心スリーブの
   偏心量を前記長穴によって吸収して円盤の中心と主軸の
   中心とが一致した状態で回転を行う振盪振幅ゼロの真円
   運動と、収納部の偏心方向と長手方向とが直交する調整
   が行われた場合に、円盤の中心が主軸の中心から最も偏
   心した状態で回転を行う最大振盪振幅の最大偏心運動と
   の間で変化することを特徴とする振盪器。
2. 【請求項２】 請求項１記載の振盪器において、 前記相対位置調整機構は、 前記主軸の軸線に沿って形成された貫通縦溝と、 前記偏心スリーブの側面に形成された一対の螺旋溝と、 前記貫通縦溝と螺旋溝とに挿通可能な貫通ピンと、 前記貫通ピンを上下に移動させるピン駆動機構と、 を含み、 前記貫通ピンの上下移動によって螺旋溝に沿って偏心ス
   リーブを主軸回りで回転させて接触相対位置を調整する
   ことを特徴とする振盪器。
3. 【請求項３】 請求項２記載の振盪器において、 前記ピン駆動機構はモータ駆動により貫通ピンに移動を
   行い振盪量を順次変化させることを特徴とする振盪器。