JP3159945B2 - シリンジポンプ - Google Patents
シリンジポンプInfo
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- syringe
- support
- piston
- rotating cylinder
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/02—Burettes; Pipettes
- B01L3/021—Pipettes, i.e. with only one conduit for withdrawing and redistributing liquids
- B01L3/0217—Pipettes, i.e. with only one conduit for withdrawing and redistributing liquids of the plunger pump type
- B01L3/0227—Details of motor drive means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
- G01N35/02—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations
- G01N35/04—Details of the conveyor system
- G01N2035/0474—Details of actuating means for conveyors or pipettes
- G01N2035/0482—Transmission
- G01N2035/0487—Helix or lead screw
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- Health & Medical Sciences (AREA)
- Clinical Laboratory Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
- Infusion, Injection, And Reservoir Apparatuses (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は自動分析装置等に
用いられ、流体を吸引・吐出するためのシリンジポンプ
に関する。
用いられ、流体を吸引・吐出するためのシリンジポンプ
に関する。
【0002】
【従来の技術】流体を吸引・吐出するためのシリンジポ
ンプとして、モータの回転軸に連結されたリードスクリ
ューと、このリードスクリューに螺合する移動子と、移
動子に取り付けられたピストンと、ピストンが摺動する
シリンダとから構成されたものがある。通常、駆動側の
リードスクリューと負荷側のピストンとは、両者の軸線
が平行になるため、ピストンからの負荷は駆動側に不均
一に作用して、例えば、リードスクリューと移動子との
螺合が円滑さを欠いたり、モータの回転にムラが生じる
等、定量精度と耐久性に問題がある。
ンプとして、モータの回転軸に連結されたリードスクリ
ューと、このリードスクリューに螺合する移動子と、移
動子に取り付けられたピストンと、ピストンが摺動する
シリンダとから構成されたものがある。通常、駆動側の
リードスクリューと負荷側のピストンとは、両者の軸線
が平行になるため、ピストンからの負荷は駆動側に不均
一に作用して、例えば、リードスクリューと移動子との
螺合が円滑さを欠いたり、モータの回転にムラが生じる
等、定量精度と耐久性に問題がある。
【0003】そこで、米国特許第4,475,666 号公報に開
示されたように、駆動側及び負荷側の軸線を一致すべく
両者を一直線上に配置したものが考えられた。この装置
は、内周部にネジ部を有するスリーブ29と、このスリ
ーブ29の内側で螺合するナット25と、このナット2
5の中心に設けられシリンダ15の内部を移動可能なピ
ストン16と、スリーブ29の外周下部に噛合するベル
ト32を介してスリーブ29を回転駆動するモータ33
とを備え、モータ33はスリーブ29と並んで配置され
ている。また、2本のブラケット34がスリーブ29の
上方からスリーブ29の内側を貫通してスリーブ29の
下方で板36によって互いに締結され、スリーブ29が
回転するとき、ブラケット34がナット25の回転を規
制してスリーブ29の軸線方向に導く回り止めとして作
用する。スリーブ29はラジアルボールベアリング30
により外周下部を支持されている。
示されたように、駆動側及び負荷側の軸線を一致すべく
両者を一直線上に配置したものが考えられた。この装置
は、内周部にネジ部を有するスリーブ29と、このスリ
ーブ29の内側で螺合するナット25と、このナット2
5の中心に設けられシリンダ15の内部を移動可能なピ
ストン16と、スリーブ29の外周下部に噛合するベル
ト32を介してスリーブ29を回転駆動するモータ33
とを備え、モータ33はスリーブ29と並んで配置され
ている。また、2本のブラケット34がスリーブ29の
上方からスリーブ29の内側を貫通してスリーブ29の
下方で板36によって互いに締結され、スリーブ29が
回転するとき、ブラケット34がナット25の回転を規
制してスリーブ29の軸線方向に導く回り止めとして作
用する。スリーブ29はラジアルボールベアリング30
により外周下部を支持されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記したシリンジポン
プでは、ピストン16の軸線とスリーブ29の軸線とが
一直線上に配置されるが、モータ33とスリーブ29と
は横方向に並んで配置されるので、装置全体の横方向へ
の広がりが大きくなり、小型化の妨げになる。そこで、
モータ33をスリーブ29の直下に配置しスリーブ29
を直接回転することも考えられるが、ブラケット34が
スリーブ29を上下に貫通しているので、スリーブ29
を回転可能に支持するのが困難となる。一方、スリーブ
29はその胴体の下部が枢支されているため、径方向及
び軸方向に振れ易く、特に、その上部が径方向に振れて
ピストン16の直進性の確保が困難となり定量精度及び
耐久性の点で問題がある。
プでは、ピストン16の軸線とスリーブ29の軸線とが
一直線上に配置されるが、モータ33とスリーブ29と
は横方向に並んで配置されるので、装置全体の横方向へ
の広がりが大きくなり、小型化の妨げになる。そこで、
モータ33をスリーブ29の直下に配置しスリーブ29
を直接回転することも考えられるが、ブラケット34が
スリーブ29を上下に貫通しているので、スリーブ29
を回転可能に支持するのが困難となる。一方、スリーブ
29はその胴体の下部が枢支されているため、径方向及
び軸方向に振れ易く、特に、その上部が径方向に振れて
ピストン16の直進性の確保が困難となり定量精度及び
耐久性の点で問題がある。
【0005】この発明の課題は、定量精度及び耐久性が
高くコンパクトなシリンジポンプを提供することにあ
る。
高くコンパクトなシリンジポンプを提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明によれば、回転
軸を有する駆動手段と、有底筒状でありその底部下面に
前記駆動手段との連結が可能な連結部を有し内周部にネ
ジ部が形成された回転筒と、外周部に前記ネジ部と螺合
するネジ部が形成された移動子と、前記連結部を介して
回転筒が回転するとき移動子の回転を規制して移動子を
回転筒の軸線方向に導くガイド手段と、移動子に配設さ
れたシリンジ用ピストンと、ピストンが内部を移動する
シリンジ用シリンダとを備え、ガイド手段は、移動子を
回転筒の軸線方向に貫通したガイドピンと、ガイドピン
が回転筒の軸線と平行になるようその両端をそれぞれ支
持する1組の上部支持体と下部支持体とからなり、さら
にこれら支持体は、上部支持体が回転筒の上端部で下部
支持体が回転筒の底部上面部でそれぞれ回転筒を回転可
能に支持することを特徴とするシリンジポンプが提供さ
れる。
軸を有する駆動手段と、有底筒状でありその底部下面に
前記駆動手段との連結が可能な連結部を有し内周部にネ
ジ部が形成された回転筒と、外周部に前記ネジ部と螺合
するネジ部が形成された移動子と、前記連結部を介して
回転筒が回転するとき移動子の回転を規制して移動子を
回転筒の軸線方向に導くガイド手段と、移動子に配設さ
れたシリンジ用ピストンと、ピストンが内部を移動する
シリンジ用シリンダとを備え、ガイド手段は、移動子を
回転筒の軸線方向に貫通したガイドピンと、ガイドピン
が回転筒の軸線と平行になるようその両端をそれぞれ支
持する1組の上部支持体と下部支持体とからなり、さら
にこれら支持体は、上部支持体が回転筒の上端部で下部
支持体が回転筒の底部上面部でそれぞれ回転筒を回転可
能に支持することを特徴とするシリンジポンプが提供さ
れる。
【0007】この発明におけるシリンジポンプとは、モ
ータの双方向回転によりピストンをシリンダ内で上昇と
下降とを断続しておこなうものであってもよいし、モー
タの一方向回転によりピストンをシリンダ内で往復させ
る往復ポンプ式のものであってもよい。この発明におけ
る駆動手段とは、その回転軸を所定の回転数で回転駆動
可能なサーボモータ、パルスモータが好ましい。
ータの双方向回転によりピストンをシリンダ内で上昇と
下降とを断続しておこなうものであってもよいし、モー
タの一方向回転によりピストンをシリンダ内で往復させ
る往復ポンプ式のものであってもよい。この発明におけ
る駆動手段とは、その回転軸を所定の回転数で回転駆動
可能なサーボモータ、パルスモータが好ましい。
【0008】この発明における移動子とは、回転筒のネ
ジ部に螺合して所定の距離を回転筒の軸線に沿って移動
可能な円板であるのが好ましい。この発明におけるガイ
ド手段は、回転筒が回転するとき、回転筒に螺合する移
動子が回転筒と一体になって回転するのを規制して移動
子を回転筒の軸線方向に導くリニア変換機能として作用
するのが好ましい。この発明においてシリンジ用ピスト
ンは、移動子に1又は複数設けることができる。そして
それあるいはそれらを、移動子がピストンからの負荷を
受け止めるとき、軸線に直交する移動子の受け面が傾か
ないように移動子の受け面にバランスよく配設すること
により、移動子の移動方向を軸線と平行する方向に保持
することができる。シリンジ用ピストンが1つの場合に
は移動子の中心部分に配設され、シリンジ用ピストンが
複数の場合には移動子の中心の周りに対称的に、すなわ
ち中心から等距離かつ等間隔に分散して配設されること
が好ましい。
ジ部に螺合して所定の距離を回転筒の軸線に沿って移動
可能な円板であるのが好ましい。この発明におけるガイ
ド手段は、回転筒が回転するとき、回転筒に螺合する移
動子が回転筒と一体になって回転するのを規制して移動
子を回転筒の軸線方向に導くリニア変換機能として作用
するのが好ましい。この発明においてシリンジ用ピスト
ンは、移動子に1又は複数設けることができる。そして
それあるいはそれらを、移動子がピストンからの負荷を
受け止めるとき、軸線に直交する移動子の受け面が傾か
ないように移動子の受け面にバランスよく配設すること
により、移動子の移動方向を軸線と平行する方向に保持
することができる。シリンジ用ピストンが1つの場合に
は移動子の中心部分に配設され、シリンジ用ピストンが
複数の場合には移動子の中心の周りに対称的に、すなわ
ち中心から等距離かつ等間隔に分散して配設されること
が好ましい。
【0009】この発明におけるガイドピンは、移動子を
貫通する孔に対して円滑な摺動が可能となるよう適度な
隙間を有して遊嵌されているのが好ましい。この発明に
おける支持体は、回転筒の軸受となってすべり接触また
はころがり接触により回転筒を枢支するものであって、
好ましくはブッシュあるいはベアリングを用いたスラス
ト軸受、ラジアル軸受あるいは円錐軸受であるが、より
好ましくは、両者の対向部にそれぞれ環状の保持部を形
成しこれらの間に挿入した複数の転動体によるころがり
接触するものが好ましい。保持部は、例えば、スラスト
及びラジアル方向の2つの軌道面が直交する直角溝から
なるものが挙げられる。上下の支持体は、ガイドピンで
互いに上下方向に締結されるのが望ましい。ガイドピン
は、上部支持体と下部支持体の間に複数設けられてなる
のが好ましい。
貫通する孔に対して円滑な摺動が可能となるよう適度な
隙間を有して遊嵌されているのが好ましい。この発明に
おける支持体は、回転筒の軸受となってすべり接触また
はころがり接触により回転筒を枢支するものであって、
好ましくはブッシュあるいはベアリングを用いたスラス
ト軸受、ラジアル軸受あるいは円錐軸受であるが、より
好ましくは、両者の対向部にそれぞれ環状の保持部を形
成しこれらの間に挿入した複数の転動体によるころがり
接触するものが好ましい。保持部は、例えば、スラスト
及びラジアル方向の2つの軌道面が直交する直角溝から
なるものが挙げられる。上下の支持体は、ガイドピンで
互いに上下方向に締結されるのが望ましい。ガイドピン
は、上部支持体と下部支持体の間に複数設けられてなる
のが好ましい。
【0010】さて、この発明におけるシリンジポンプで
は、駆動手段を駆動して回転軸を正転させると、この回
転力は連結部を介して回転筒に伝達される。回転筒が回
転駆動されると、回転筒のネジ部に螺合する移動子は回
転筒と一体的に回転しようとするが、両端を支持体で固
定されたガイド軸が移動子の回り止めとして機能し、移
動子を回転筒のネジ部に沿って軸線方向に移動させる。
移動子に固着されたピストンは往復移動してシリンダ内
部の液体に圧力や運動を与える。
は、駆動手段を駆動して回転軸を正転させると、この回
転力は連結部を介して回転筒に伝達される。回転筒が回
転駆動されると、回転筒のネジ部に螺合する移動子は回
転筒と一体的に回転しようとするが、両端を支持体で固
定されたガイド軸が移動子の回り止めとして機能し、移
動子を回転筒のネジ部に沿って軸線方向に移動させる。
移動子に固着されたピストンは往復移動してシリンダ内
部の液体に圧力や運動を与える。
【0011】上部支持体は、回転筒の上端部で回転筒を
回転可能に枢支するので、回転筒の上部における径方向
及び軸線方向の振れが抑えられる。また下部支持体が、
回転筒の底部上面部で回転筒を回転可能に枢支するの
で、回転筒の下部における振れが抑えられる。ガイドピ
ンは、その両端が上下の支持体で支持されるので、ガイ
ド軸が移動子の回り止め機能として有効に作用する。さ
らに、上下の支持体がガイドピンにより上下方向に互い
に締結されておれば、ガイドピンと支持体とが一体とな
って剛性を高め、ガイドピンの姿勢の歪みが抑えられる
とともに、上下の支持体が協働して回転筒の上下2か所
を支持するので、回転筒全体の径方向及び軸線方向の振
れをより有効に抑えることができる。
回転可能に枢支するので、回転筒の上部における径方向
及び軸線方向の振れが抑えられる。また下部支持体が、
回転筒の底部上面部で回転筒を回転可能に枢支するの
で、回転筒の下部における振れが抑えられる。ガイドピ
ンは、その両端が上下の支持体で支持されるので、ガイ
ド軸が移動子の回り止め機能として有効に作用する。さ
らに、上下の支持体がガイドピンにより上下方向に互い
に締結されておれば、ガイドピンと支持体とが一体とな
って剛性を高め、ガイドピンの姿勢の歪みが抑えられる
とともに、上下の支持体が協働して回転筒の上下2か所
を支持するので、回転筒全体の径方向及び軸線方向の振
れをより有効に抑えることができる。
【0012】ガイドピンが、上部支持体と下部支持体の
間に複数設けられておれば、回転筒が回転するとき、回
転筒に螺合する移動子が回転筒と一体に回転しようとす
る力を複数のガイドピンに分散することができる。この
ため、ガイドピンの径方向への姿勢の歪みが防止され
る。さらに、上部支持体と下部支持体の平行を容易に保
つことができる。シリンジ用ピストンが、移動子に分散
すべく複数個配設され、かつシリンジ用シリンダが、各
シリンジ用ピストンに対応して配設されることにより、
1つの駆動源で複数の流体系を作動させることができ
る。
間に複数設けられておれば、回転筒が回転するとき、回
転筒に螺合する移動子が回転筒と一体に回転しようとす
る力を複数のガイドピンに分散することができる。この
ため、ガイドピンの径方向への姿勢の歪みが防止され
る。さらに、上部支持体と下部支持体の平行を容易に保
つことができる。シリンジ用ピストンが、移動子に分散
すべく複数個配設され、かつシリンジ用シリンダが、各
シリンジ用ピストンに対応して配設されることにより、
1つの駆動源で複数の流体系を作動させることができ
る。
【0013】
【発明の実施の形態】図1及び図2は、この発明の実施
の一形態によるシリンジポンプを示す。シリンジポンプ
10は、回転軸11を有する駆動体12と、リニア変換
部13と、シリンジ本体14とが同軸上に配置されてな
る。図2及び図3に示すように、駆動体12は、ステッ
プモータ1と減速機2とが連結されてなる。減速機2
は、ステップモータ1の回転軸11に固着されたピニオ
ン21及びモータ取り付け台26を介して駆動される遊
星車22、遊星車台23、遊星車台抑え24及び可動内
歯車25からなる回転力伝達系を有し、これらはモータ
取り付け台26及びカバー27によってステップモータ
1の上部に取り付けられている。減速機2の上方には、
連結部15が形成されている。
の一形態によるシリンジポンプを示す。シリンジポンプ
10は、回転軸11を有する駆動体12と、リニア変換
部13と、シリンジ本体14とが同軸上に配置されてな
る。図2及び図3に示すように、駆動体12は、ステッ
プモータ1と減速機2とが連結されてなる。減速機2
は、ステップモータ1の回転軸11に固着されたピニオ
ン21及びモータ取り付け台26を介して駆動される遊
星車22、遊星車台23、遊星車台抑え24及び可動内
歯車25からなる回転力伝達系を有し、これらはモータ
取り付け台26及びカバー27によってステップモータ
1の上部に取り付けられている。減速機2の上方には、
連結部15が形成されている。
【0014】連結部15は、可動内歯車25の中心軸に
固着された円板状の下部カップリング28と、後述する
回転筒3の底部3a下面に形成された環状の上部カップ
リング31とからなる。下部カップリング28には、そ
の上面から上方に略等間隔で突出した下部突起28aが
形成され、上部カップリング31から下方に略等間隔で
突出した上部突起31aと噛合可能である。カバー27
は上部でリニア変換部13と接合されている。
固着された円板状の下部カップリング28と、後述する
回転筒3の底部3a下面に形成された環状の上部カップ
リング31とからなる。下部カップリング28には、そ
の上面から上方に略等間隔で突出した下部突起28aが
形成され、上部カップリング31から下方に略等間隔で
突出した上部突起31aと噛合可能である。カバー27
は上部でリニア変換部13と接合されている。
【0015】リニア変換部13は、図4に示すように、
回転筒3、移動子4、ガイドピン5、上部支持体6、下
部支持体7及び外筒8から構成される。回転筒3は、底
部3aを有する軸対称の金属筒であり、底部3aの中心
には後述する下部支持体7を回転筒3の上面で回動可能
に枢支する支軸30のボス33が形成されている。ボス
33を貫通する支軸30は、その下部でスラストカラー
34及びスナップリング35により支持されている。ス
ラストカラー34は、底部3aの下面に穿設された環状
の保持部32に挿入されたボールAによるころがり接触
で回転筒3を枢支する。
回転筒3、移動子4、ガイドピン5、上部支持体6、下
部支持体7及び外筒8から構成される。回転筒3は、底
部3aを有する軸対称の金属筒であり、底部3aの中心
には後述する下部支持体7を回転筒3の上面で回動可能
に枢支する支軸30のボス33が形成されている。ボス
33を貫通する支軸30は、その下部でスラストカラー
34及びスナップリング35により支持されている。ス
ラストカラー34は、底部3aの下面に穿設された環状
の保持部32に挿入されたボールAによるころがり接触
で回転筒3を枢支する。
【0016】回転筒3の上部の開口端面には、保持部3
6が形成されている(図2)。保持部36は、上記端面
の内周部において互いに直交する水平および垂直平面か
らなる直角溝が全周にわたって形成されてなる。回転筒
3の内周部には、略全面に平行なネジ部(雌ネジ)37
が形成され、このネジ部37には、外周部にネジ部37
と螺合するネジ部(雄ネジ)41が形成された移動子4
が配設されている。
6が形成されている(図2)。保持部36は、上記端面
の内周部において互いに直交する水平および垂直平面か
らなる直角溝が全周にわたって形成されてなる。回転筒
3の内周部には、略全面に平行なネジ部(雌ネジ)37
が形成され、このネジ部37には、外周部にネジ部37
と螺合するネジ部(雄ネジ)41が形成された移動子4
が配設されている。
【0017】移動子4は金属円板からなり、中心に形成
されたボス42には後述するピストンロッド9の下端が
回動不能に固定されている。ボス42とネジ部41との
間には、略同心円上に等間隔で大小の貫通孔43、44
が形成され、大径の貫通孔43には支柱51が、小径の
貫通孔44にはガイドピン5がそれぞれ挿通されてい
る。ピストン9は、その軸線が回転筒3の軸線と一致し
て延出し、支柱51及びガイドピン5は、それぞれの軸
線がピストンロッド9と平行になるよう、その両端を上
部支持体6、下部支持体7でそれぞれ支持されている。
されたボス42には後述するピストンロッド9の下端が
回動不能に固定されている。ボス42とネジ部41との
間には、略同心円上に等間隔で大小の貫通孔43、44
が形成され、大径の貫通孔43には支柱51が、小径の
貫通孔44にはガイドピン5がそれぞれ挿通されてい
る。ピストン9は、その軸線が回転筒3の軸線と一致し
て延出し、支柱51及びガイドピン5は、それぞれの軸
線がピストンロッド9と平行になるよう、その両端を上
部支持体6、下部支持体7でそれぞれ支持されている。
【0018】上部支持体6は、シリンジ本体14の基部
を受け入れ可能で、上方に開口した凹部61と、回転筒
3の上端を支持する支持部62と、ピストンロッド9が
貫通するボス63とからなる金属円板であり、凹部61
の内周面にはネジ部61aが形成されている。支持部6
2の下面にはボールAの保持部64が形成されている。
図5は図2におけるV−V線断面図である。
を受け入れ可能で、上方に開口した凹部61と、回転筒
3の上端を支持する支持部62と、ピストンロッド9が
貫通するボス63とからなる金属円板であり、凹部61
の内周面にはネジ部61aが形成されている。支持部6
2の下面にはボールAの保持部64が形成されている。
図5は図2におけるV−V線断面図である。
【0019】保持部64は、上記下面の外周部において
互いに直交する水平および垂直平面からなる直角溝が全
周にわたって形成されてなる。ボス63の外周部には、
図4の上部支持体6の断面図で示すように、支柱51及
びガイドピン5の各上端を回動不能に固定する固定孔6
5、66が形成されている。ボス63には、ピストンロ
ッド9の摺動部をシールするグリース入りモルトプレン
67が押さえワッシャー68により支持されている。
互いに直交する水平および垂直平面からなる直角溝が全
周にわたって形成されてなる。ボス63の外周部には、
図4の上部支持体6の断面図で示すように、支柱51及
びガイドピン5の各上端を回動不能に固定する固定孔6
5、66が形成されている。ボス63には、ピストンロ
ッド9の摺動部をシールするグリース入りモルトプレン
67が押さえワッシャー68により支持されている。
【0020】下部支持体7は、支軸30が貫通するボス
71を中心に有する円板であり、ボス71の外周部には
支柱51及びガイドピン5の各下端を回動不能に固定す
る固定孔72、73が形成されている。ボス71は、そ
の下面に保持部74が全周にわたって形成され、この保
持部74に挿入されたボールAを介して回転筒3のボス
33の上面と摺動可能に支持されている。
71を中心に有する円板であり、ボス71の外周部には
支柱51及びガイドピン5の各下端を回動不能に固定す
る固定孔72、73が形成されている。ボス71は、そ
の下面に保持部74が全周にわたって形成され、この保
持部74に挿入されたボールAを介して回転筒3のボス
33の上面と摺動可能に支持されている。
【0021】外筒8は、回転筒3の外径よりわずかに大
きい内径を有する平行管であり、下端は減速機2のカバ
ー27に、上端は上部支持体6にそれぞれビス止めされ
ている。外筒8の側面には、LEDチップ及びフォトセ
ンサーを外筒8の軸線をはさんだ対向位置に取り付け可
能な上下2組の取付用貫通孔8a、8bが穿設されてい
る。さらにこれらの貫通孔8a、8bに対応する回転筒
3の部位には、外筒8の軸線をはさんで対向する透過孔
3a、3bが穿設されている。(図1)。
きい内径を有する平行管であり、下端は減速機2のカバ
ー27に、上端は上部支持体6にそれぞれビス止めされ
ている。外筒8の側面には、LEDチップ及びフォトセ
ンサーを外筒8の軸線をはさんだ対向位置に取り付け可
能な上下2組の取付用貫通孔8a、8bが穿設されてい
る。さらにこれらの貫通孔8a、8bに対応する回転筒
3の部位には、外筒8の軸線をはさんで対向する透過孔
3a、3bが穿設されている。(図1)。
【0022】シリンジ本体14は、図6に示すように、
下端が移動子4に固着された前記ピストンロッド9と、
ピストンロッド9を内部で摺動可能に保持するシリンダ
81とからなる。シリンダ81の基部には、上部支持体
6のネジ部61aに螺合するネジ部81aを外周面に有
する台座82が形成され、台座82の下端には、ピスト
ンロッド9の摺動部をシールするシール83がシート8
4により支持されている。また、シリンダ81の上下に
は、内部で連通するポート85、86がそれぞれ取り付
けられている。
下端が移動子4に固着された前記ピストンロッド9と、
ピストンロッド9を内部で摺動可能に保持するシリンダ
81とからなる。シリンダ81の基部には、上部支持体
6のネジ部61aに螺合するネジ部81aを外周面に有
する台座82が形成され、台座82の下端には、ピスト
ンロッド9の摺動部をシールするシール83がシート8
4により支持されている。また、シリンダ81の上下に
は、内部で連通するポート85、86がそれぞれ取り付
けられている。
【0023】ステップモータ1を正転させると、ピニオ
ン21の回転は減速機2、下部カップリング28及び上
部カップリング31を介して回転筒3に伝達される。回
転筒3が回転駆動されると、回転筒3のネジ部37に螺
合する移動子4を回転筒3と一体に回転しようとする力
が作用するが、上部支持体6に支持された支柱51及び
ガイドピン5が移動子4の回り止めとして機能し移動子
4を回転筒3のネジ部37に沿って軸線方向に移動させ
る。これにより、図2において下方位置で待機状態にあ
った移動子4は上昇してピストンロッド9を押し上げ、
ポート86を介してシリンダ81の内部に満たされてい
た液体をポート85から吐出する。
ン21の回転は減速機2、下部カップリング28及び上
部カップリング31を介して回転筒3に伝達される。回
転筒3が回転駆動されると、回転筒3のネジ部37に螺
合する移動子4を回転筒3と一体に回転しようとする力
が作用するが、上部支持体6に支持された支柱51及び
ガイドピン5が移動子4の回り止めとして機能し移動子
4を回転筒3のネジ部37に沿って軸線方向に移動させ
る。これにより、図2において下方位置で待機状態にあ
った移動子4は上昇してピストンロッド9を押し上げ、
ポート86を介してシリンダ81の内部に満たされてい
た液体をポート85から吐出する。
【0024】ステップモータ1を逆転させると、図2に
おいて上方位置で待機状態にあった移動子4(破線で示
す)は、下降してピストンロッド9を押し下げ、負圧に
なったシリンダ81の内部にポート86から液体が流入
しシリンダ81の内部を満たす。外筒8の上下の貫通孔
8aにLEDチップを配置し、これらに対向する貫通測
定孔8bにフォトセンサーを配置しておけば、回転筒3
の透過孔3a、3bを通過するLEDチップからの発光
をフォトセンサーで検出することにより移動子4の上
限、下限及びその中間位置、移動速度を測定することが
できる。
おいて上方位置で待機状態にあった移動子4(破線で示
す)は、下降してピストンロッド9を押し下げ、負圧に
なったシリンダ81の内部にポート86から液体が流入
しシリンダ81の内部を満たす。外筒8の上下の貫通孔
8aにLEDチップを配置し、これらに対向する貫通測
定孔8bにフォトセンサーを配置しておけば、回転筒3
の透過孔3a、3bを通過するLEDチップからの発光
をフォトセンサーで検出することにより移動子4の上
限、下限及びその中間位置、移動速度を測定することが
できる。
【0025】上記したようにシリンジポンプ10は、従
来のシリンジポンプ、すなわち、ピストンを取り付けた
移動子をその内周部で螺合するリードスクリューで移動
させるものに比較すると、ネジ部37、41のリード角
を極めて小さく設定できるので、ステップモータ1の1
パルス当たりの移動子4の送り量を小さくしてリニア変
換部13の変換動作精度を高めることができる。また、
ピストンロッド9のみならずガイドピン5、支柱51を
移動子4の軸線近傍に配置できるので、小径でコンパク
トなポンプを形成できる。また、ピストンロッド9の動
作による負荷が、ネジ部37、41に均一に作用するの
で、移動子4の軸線方向への移動が極めて円滑となり、
ネジ部37、41の摩耗が少ない。
来のシリンジポンプ、すなわち、ピストンを取り付けた
移動子をその内周部で螺合するリードスクリューで移動
させるものに比較すると、ネジ部37、41のリード角
を極めて小さく設定できるので、ステップモータ1の1
パルス当たりの移動子4の送り量を小さくしてリニア変
換部13の変換動作精度を高めることができる。また、
ピストンロッド9のみならずガイドピン5、支柱51を
移動子4の軸線近傍に配置できるので、小径でコンパク
トなポンプを形成できる。また、ピストンロッド9の動
作による負荷が、ネジ部37、41に均一に作用するの
で、移動子4の軸線方向への移動が極めて円滑となり、
ネジ部37、41の摩耗が少ない。
【0026】回転筒3は、その上端部が上部支持体6に
よって支持され、その底部上面が下部支持体7によって
支持されているので、回転時の回転筒3の径方向の振れ
を回転筒3の上下双方で抑えることができる。さらに、
回転筒3の上端部は、上部支持体6との間に配置された
ボールAにより上部支持体6との摺動摩擦が最小限度ま
で低減される。よって高価なボールベアリング等の軸受
けが不要となり、構造が簡素でかつ任意の部位に形成可
能な軸受けを提供できる。
よって支持され、その底部上面が下部支持体7によって
支持されているので、回転時の回転筒3の径方向の振れ
を回転筒3の上下双方で抑えることができる。さらに、
回転筒3の上端部は、上部支持体6との間に配置された
ボールAにより上部支持体6との摺動摩擦が最小限度ま
で低減される。よって高価なボールベアリング等の軸受
けが不要となり、構造が簡素でかつ任意の部位に形成可
能な軸受けを提供できる。
【0027】ガイドピン5が、上部支持体6と下部支持
体7の間に複数設けられているので、回転筒3が回転す
るとき、回転筒3に螺合する移動子4が回転筒3と一体
に回転しようとする力を複数のガイドピン5に分散する
ことができる。このため、ガイドピン5の径方向への姿
勢の歪みが防止される。また、複数のガイドピン5及び
支柱51により上部支持体6と下部支持体7との平行を
容易に保つことができ、支持体6、7の直径を拡大する
ことができるので、移動子4の直径を拡大してネジ部3
7、41のリード角をより小さく設定することができ
る。
体7の間に複数設けられているので、回転筒3が回転す
るとき、回転筒3に螺合する移動子4が回転筒3と一体
に回転しようとする力を複数のガイドピン5に分散する
ことができる。このため、ガイドピン5の径方向への姿
勢の歪みが防止される。また、複数のガイドピン5及び
支柱51により上部支持体6と下部支持体7との平行を
容易に保つことができ、支持体6、7の直径を拡大する
ことができるので、移動子4の直径を拡大してネジ部3
7、41のリード角をより小さく設定することができ
る。
【0028】上下の支持体6、7が支柱51により上下
方向に互いに締結されているので、ガイドピン5、支柱
51及び支持体6、7が一体となって剛性を高め、ガイ
ドピン5の姿勢の歪みが抑えられる。シリンジポンプ1
0は、回転駆動部12、リニア変換部13及びシリンジ
本体14の各ユニットで構成されているので、各ユニッ
ト毎に、組み立て、検査及び品質保証ができ、ビスによ
る接合で容易に組み付けることができ、品質管理も容易
である。さらに、回転筒3を支持する外筒8に、上記し
た発光及び受光手段を取り付けることにより、ピストン
ロッド9の動作情報を得ることができ、余分なスペース
を新たに設けることなく、簡略な光学的測定が可能にな
る。
方向に互いに締結されているので、ガイドピン5、支柱
51及び支持体6、7が一体となって剛性を高め、ガイ
ドピン5の姿勢の歪みが抑えられる。シリンジポンプ1
0は、回転駆動部12、リニア変換部13及びシリンジ
本体14の各ユニットで構成されているので、各ユニッ
ト毎に、組み立て、検査及び品質保証ができ、ビスによ
る接合で容易に組み付けることができ、品質管理も容易
である。さらに、回転筒3を支持する外筒8に、上記し
た発光及び受光手段を取り付けることにより、ピストン
ロッド9の動作情報を得ることができ、余分なスペース
を新たに設けることなく、簡略な光学的測定が可能にな
る。
【0029】以上、1組のピストンロッドとシリンダと
からなる例について説明したが、本発明においては複数
組のピストンロッドとシリンダとからなる複数のシリン
ジ本体を備えることも可能である。その場合、移動子が
ピストンからの負荷を受け止める際に軸線に直交する移
動子の受け面が傾かないように、ピストンを移動子の受
け面にバランスよく配設されることが好ましい。
からなる例について説明したが、本発明においては複数
組のピストンロッドとシリンダとからなる複数のシリン
ジ本体を備えることも可能である。その場合、移動子が
ピストンからの負荷を受け止める際に軸線に直交する移
動子の受け面が傾かないように、ピストンを移動子の受
け面にバランスよく配設されることが好ましい。
【0030】3連のシリンジ本体を備える例について図
7で説明する。図7は図5に対応する図である。ここで
は、移動子4には3本の外径の異なるピストンロッド9
1、92、93が移動子4の中心から等距離かつ等間隔
に分散して配設されている。支柱51、ガイドピン5も
図5と同様3本ずつ移動子4の中心から等距離かつ等間
隔に分散して配設されている。シリンダはピストンロッ
ド91、92、93に対応して3個備えられている(図
示せず)。3個のシリンダはそれぞれが一体物として形
成されている。このようにピストンロッド91、92、
93を移動子4の受け面45にバランスよく配設するこ
とにより、ピストンロッド91、92、93の動作によ
る負荷がネジ部41に均一に作用するので、移動子4の
移動が円滑となりネジ部41の摩耗も少ない。
7で説明する。図7は図5に対応する図である。ここで
は、移動子4には3本の外径の異なるピストンロッド9
1、92、93が移動子4の中心から等距離かつ等間隔
に分散して配設されている。支柱51、ガイドピン5も
図5と同様3本ずつ移動子4の中心から等距離かつ等間
隔に分散して配設されている。シリンダはピストンロッ
ド91、92、93に対応して3個備えられている(図
示せず)。3個のシリンダはそれぞれが一体物として形
成されている。このようにピストンロッド91、92、
93を移動子4の受け面45にバランスよく配設するこ
とにより、ピストンロッド91、92、93の動作によ
る負荷がネジ部41に均一に作用するので、移動子4の
移動が円滑となりネジ部41の摩耗も少ない。
【0031】この例の場合、リニア変換部の中心部分は
空いているので、上下の支持体6、7の中心間に支柱を
立てて、移動子4の位置を検知するリードスイッチなど
のセンサを配置し空間の効率的利用を図ってもよい。こ
の一例を図8に示す。ここでは支柱52の軸線方向にお
ける所定の高さ位置に固定極101、102を設け、移
動子4を可動極として構成することにより移動子4の位
置を検知できる。
空いているので、上下の支持体6、7の中心間に支柱を
立てて、移動子4の位置を検知するリードスイッチなど
のセンサを配置し空間の効率的利用を図ってもよい。こ
の一例を図8に示す。ここでは支柱52の軸線方向にお
ける所定の高さ位置に固定極101、102を設け、移
動子4を可動極として構成することにより移動子4の位
置を検知できる。
【0032】また、移動子4と各ピストンロッド91、
92、93との連結部分において、両者を間隙を設けて
連結しその間隙をピストンロッドごとに変えることによ
り各ピストンロッド91、92、93の移動開始のタイ
ミングを異ならせることができる。これにより、1つの
駆動源で複数のピストンをそれぞれ所定の時間差をもっ
て動作させることができ、流体系の制御におけるバリエ
ーションが拡がる。
92、93との連結部分において、両者を間隙を設けて
連結しその間隙をピストンロッドごとに変えることによ
り各ピストンロッド91、92、93の移動開始のタイ
ミングを異ならせることができる。これにより、1つの
駆動源で複数のピストンをそれぞれ所定の時間差をもっ
て動作させることができ、流体系の制御におけるバリエ
ーションが拡がる。
【0033】
【発明の効果】この発明におけるシリンジポンプでは、
駆動部、リニア変換部、シリンジ本体を同軸上に配置す
ることができるので装置を小型化することができる。こ
の発明におけるシリンジポンプでは、回転筒を回転駆動
すると、回転筒の内周面に形成された雌ネジに螺合する
移動子が軸線方向に移動するよう構成されているので、
上記した従来例のようにリードスクリューを用いた場合
に比べてネジ部のリード角を極めて小さく設定でき、回
転軸の回転量に対する移動子の送り量を小さくしてピス
トンの移動精度を高めることができる。
駆動部、リニア変換部、シリンジ本体を同軸上に配置す
ることができるので装置を小型化することができる。こ
の発明におけるシリンジポンプでは、回転筒を回転駆動
すると、回転筒の内周面に形成された雌ネジに螺合する
移動子が軸線方向に移動するよう構成されているので、
上記した従来例のようにリードスクリューを用いた場合
に比べてネジ部のリード角を極めて小さく設定でき、回
転軸の回転量に対する移動子の送り量を小さくしてピス
トンの移動精度を高めることができる。
【0034】上部支持体は、回転筒の上端部で回転筒を
回転可能に支持するので、回転筒の上部における径方向
及び軸線方向の振れが抑えられる。また下部支持体が回
転筒の底部上面で回転筒を回転可能に支持するので、回
転筒の下部における振れが抑えられる。ガイドピンは、
その両端が上下の支持体で支持されるので、ガイド軸が
移動子の回り止め機能として有効に作用する。さらに、
上下の支持体がガイドピンにより上下方向に互いに締結
されておれば、ガイドピンと支持体とが一体となって剛
性を高め、ガイドピンの姿勢の歪みが抑えられるととも
に、上下の支持体が協働して回転筒の上下2か所を支持
するので、回転筒全体の径方向及び軸線方向の振れをよ
り有効に抑えることができる。
回転可能に支持するので、回転筒の上部における径方向
及び軸線方向の振れが抑えられる。また下部支持体が回
転筒の底部上面で回転筒を回転可能に支持するので、回
転筒の下部における振れが抑えられる。ガイドピンは、
その両端が上下の支持体で支持されるので、ガイド軸が
移動子の回り止め機能として有効に作用する。さらに、
上下の支持体がガイドピンにより上下方向に互いに締結
されておれば、ガイドピンと支持体とが一体となって剛
性を高め、ガイドピンの姿勢の歪みが抑えられるととも
に、上下の支持体が協働して回転筒の上下2か所を支持
するので、回転筒全体の径方向及び軸線方向の振れをよ
り有効に抑えることができる。
【0035】ガイドピンが、上部支持体と下部支持体の
間に複数設けられておれば、回転筒が回転するとき、回
転筒に螺合する移動子が回転筒と一体に回転しようとす
る力を複数のガイドピンに分散することができる。この
ため、ガイドピンの径方向への姿勢の歪みが防止され
る。さらに、上部支持体と下部支持体の平行が容易に保
たれる。したがって、支持体の直径を拡大してネジ部の
リード角をより小さく設定し動作精度を高めることがで
きる。
間に複数設けられておれば、回転筒が回転するとき、回
転筒に螺合する移動子が回転筒と一体に回転しようとす
る力を複数のガイドピンに分散することができる。この
ため、ガイドピンの径方向への姿勢の歪みが防止され
る。さらに、上部支持体と下部支持体の平行が容易に保
たれる。したがって、支持体の直径を拡大してネジ部の
リード角をより小さく設定し動作精度を高めることがで
きる。
【0036】また、ピストンのみならずガイドピンを移
動子の軸線近傍に配置できるので、小径でコンパクトな
ポンプを形成できる。また、ピストンの動作による負荷
が、ネジ部に均一に作用するので、移動子の軸線方向へ
の移動が極めて円滑となり、ネジ部の摩耗が少ない。シ
リンジ用ピストンが、移動子に分散すべく複数個配設さ
れ、かつシリンジ用シリンダが、各シリンジ用ピストン
に対応して配設されることにより、1個の駆動手段で複
数個のシリンジを駆動することができるのでより小型化
が図れる。シリンジ用ピストンを移動子の中心の周りに
バランスよく、例えば対称的に分散して配設すれば、ピ
ストンの動作による負荷がネジ部に均一に作用するの
で、移動子の移動が円滑となりネジ部の摩耗も少ない。
本願の発明により、定量精度及び耐久性が高くコンパク
トなシリンジポンプを提供することができる。
動子の軸線近傍に配置できるので、小径でコンパクトな
ポンプを形成できる。また、ピストンの動作による負荷
が、ネジ部に均一に作用するので、移動子の軸線方向へ
の移動が極めて円滑となり、ネジ部の摩耗が少ない。シ
リンジ用ピストンが、移動子に分散すべく複数個配設さ
れ、かつシリンジ用シリンダが、各シリンジ用ピストン
に対応して配設されることにより、1個の駆動手段で複
数個のシリンジを駆動することができるのでより小型化
が図れる。シリンジ用ピストンを移動子の中心の周りに
バランスよく、例えば対称的に分散して配設すれば、ピ
ストンの動作による負荷がネジ部に均一に作用するの
で、移動子の移動が円滑となりネジ部の摩耗も少ない。
本願の発明により、定量精度及び耐久性が高くコンパク
トなシリンジポンプを提供することができる。
【図1】この発明の一実施態様によるシリンジポンプの
全体斜視図。
全体斜視図。
【図2】図1のシリンジポンプの要部断面図。
【図3】図1のシリンジポンプの駆動部及び連結部の部
分断面斜視図。
分断面斜視図。
【図4】図1のシリンジポンプのリニア変換部の部分断
面斜視図。
面斜視図。
【図5】図2のV−V線断面図。
【図6】図1のシリンジポンプのシリンジの部分断面斜
視図。
視図。
【図7】この発明の他の実施態様によるシリンジポンプ
を示す、図5に対応する図。
を示す、図5に対応する図。
【図8】この発明のさらに他の実施態様によるシリンジ
ポンプを示す、図2に対応する一部要部断面図。
ポンプを示す、図2に対応する一部要部断面図。
1 ステップモータ(駆動体) 1a 回転軸 2 減速機(駆動体) 3 回転筒 3a 底部 4 移動子 5 ガイドピン(ガイド手段) 6 上部支持体 7 下部支持体 8 外筒 9 ピストンロッド 11 シリンジポンプ 13 リニア変換部 14 シリンジ本体 15 連結部 33 ボス(回転筒底部上面部) 36 保持部(回転筒上端部) 37 ネジ部(雌ネジ) 41 ネジ部(雄ネジ) 51 支柱(ガイド手段) 81 シリンダ
Claims (3)
- 【請求項1】 回転軸を有する駆動手段と、有底筒状
でありその底部下面に前記駆動手段との連結が可能な連
結部を有し内周部にネジ部が形成された回転筒と、外周
部に前記ネジ部と螺合するネジ部が形成された移動子
と、前記連結部を介して回転筒が回転するとき移動子の
回転を規制して移動子を回転筒の軸線方向に導くガイド
手段と、移動子に配設されたシリンジ用ピストンと、ピ
ストンが内部を移動するシリンジ用シリンダとを備え、 ガイド手段は、移動子を回転筒の軸線方向に貫通したガ
イドピンと、ガイドピンが回転筒の軸線と平行になるよ
うその両端をそれぞれ支持する1組の上部支持体と下部
支持体とからなり、 さらにこれら支持体は、上部支持体が回転筒の上端部で
下部支持体が回転筒の底部上面部でそれぞれ回転筒を回
転可能に支持することを特徴とするシリンジポンプ。 - 【請求項2】 ガイドピンが、上部支持体と下部支持体
の間に複数設けられてなる請求項1に記載したシリンジ
ポンプ。 - 【請求項3】 シリンジ用ピストンが、移動子に分散す
べく複数個配設され、かつシリンジ用シリンダが、各シ
リンジ用ピストンに対応して配設されてなる請求項1に
記載したシリンジポンプ。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27164997A JP3159945B2 (ja) | 1996-10-29 | 1997-10-03 | シリンジポンプ |
EP97402548A EP0839576B1 (en) | 1996-10-29 | 1997-10-28 | Syringe pump |
DE69726820T DE69726820T2 (de) | 1996-10-29 | 1997-10-28 | Spritzenpumpe |
US08/959,926 US5896804A (en) | 1996-10-29 | 1997-10-29 | Syringe pump |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28679796 | 1996-10-29 | ||
JP8-286797 | 1996-10-29 | ||
JP27164997A JP3159945B2 (ja) | 1996-10-29 | 1997-10-03 | シリンジポンプ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10184534A JPH10184534A (ja) | 1998-07-14 |
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Family
ID=26549817
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27164997A Expired - Fee Related JP3159945B2 (ja) | 1996-10-29 | 1997-10-03 | シリンジポンプ |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5896804A (ja) |
EP (1) | EP0839576B1 (ja) |
JP (1) | JP3159945B2 (ja) |
DE (1) | DE69726820T2 (ja) |
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US6102828A (en) * | 1998-06-03 | 2000-08-15 | Halliburton Energy Services, Inc. | Electrohydraulic control unit |
JP4342076B2 (ja) * | 2000-03-29 | 2009-10-14 | シスメックス株式会社 | 粒子測定装置 |
US7232424B2 (en) * | 2003-04-29 | 2007-06-19 | Cardinal Health 303, Inc. | Syringe pump bearing mechanism |
US7537437B2 (en) | 2004-11-30 | 2009-05-26 | Nidec Sankyo Corporation | Linear actuator, and valve device and pump device using the same |
US20110097229A1 (en) * | 2009-10-09 | 2011-04-28 | Cauley Iii Thomas Henry | Feedback Controlled Syringe Pump |
JP6353635B2 (ja) * | 2013-05-13 | 2018-07-04 | 株式会社アイカムス・ラボ | 分注装置 |
US10744498B2 (en) * | 2017-09-19 | 2020-08-18 | Mettler-Toledo Rainin, LLC | Pipette quickset volume adjustment mechanism |
US11340104B2 (en) | 2020-07-07 | 2022-05-24 | Matthew Moers | Syringe with a valve in a housing for measuring chemicals |
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JPS5919736B2 (ja) * | 1981-02-09 | 1984-05-08 | 株式会社ニチリヨ− | ピペット装置 |
EP0070571A3 (en) * | 1981-07-21 | 1985-09-25 | BAXTER INTERNATIONAL INC. (a Delaware corporation) | Automated liquid dispenser control |
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-
1997
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