JP3395250B2 - ピペット装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は新規なピペット装置に関
する。詳しくは、圧力制御により液体をチップ部内に吸
引し又は採取した液体をチップ部外に排出するピペット
装置において、チップ部の交換を容易に行うことができ
るようにした新規なピペット装置を提供しようとするも
のである。

【０００２】

【従来の技術】容器内に収納された液体を指定量だけ吸
引した後、採取した液体のうちの指定量分を別の容器に
移す所謂分注作業においては、ピペット装置が用いられ
る。

【０００３】即ち、ピペット装置は、その先端部に設け
られた管状のチップ部を容器内の液体に漬けてからチッ
プ部内を負圧にすることによって液体を吸い上げ、その
後別の容器内にチップ部を移送して加圧することによっ
てチップ部内の液体を排出するように構成される。

【０００４】そして、チップ部をピペット装置の被挿合
部に取り付ける際には、チップ部を被挿合部の端部に外
挿するとともに、両者の隙間を通してエアーの出入りが
生じないように気密にするためにシール部材（Ｏリング
等）が両部材の間隙をシールするために設けられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のピペ
ット装置にあっては、チップ部の着脱作業が煩わしく、
また、チップ部に余計な力をかけてしまうとチップ部の
形状がくずれ易いという問題がある。

【０００６】これは、チップ部を被挿合部に外挿する際
にシール部材をつぶして密着性を高めるのにある程度の
力を必要とするためであり、チップ部の取り付けや取り
外しに充分に気を付けねばならず、また、特殊な工具を
使ったり作業に対する高い習熟度を要することになる。

【０００７】また、チップ部の取り付け時に力加減を誤
るとチップ部の内径を押し拡げる結果となり内径の拡大
によりシール部材が所期の効果を奏しなくなり気密性が
損なわれるという不都合や、チップ部のうち被挿合部に
取り付けられる部分が変形してしまい再利用することが
できなくなる等の不都合がある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明ピペット
装置は、上記した問題を解決するために、チップ部を被
挿合部から取り外すためのチップ抜き手段を設け、拡径
手段によるシール部材の変形を解いた後チップ抜き手段
の一部をチップ部に突き当ててチップ部を被挿合部から
外すようにしたピペット装置において、拡径手段とチッ
プ抜き手段とを空気圧を利用して移動制御する一の空圧
制御手段を設け、チップ部を被挿合部に挿合した後に空
圧制御手段が拡径手段を移動させてシール部材の変形に
よりシール部材とチップ部との密着度を高めると共に、
チップ部を被挿合部から取り外す際には空圧制御手段が
拡径手段を移動させてシール部材の変形を解いてからチ
ップ抜き手段を移動させてその一部をチップ部に突き当
ててチップ部を被挿合部から外すようにしたものであ
る。

【０００９】

【作用】本発明ピペット装置によれば、チップ部を被挿
合部に軽く挿合しておいてから、シール部材を空圧制御
手段により移動させられる拡径手段によって変形させる
ことによってシール部材とチップ部との密着度を高め、
シールが確実となるようにしているため、チップ部に無
理な力をかけることなくチップ部を被挿合部に容易に取
り付けることができる。

【００１０】つまり、チップ部を被挿合部に取り付ける
際にチップ部でシール部材を変形させることによってチ
ップ部と被挿合部との間のシールを行うのではなく、チ
ップ部を被挿合部に軽く挿合させておいてから拡径手段
によってシール部材を変形させてこれを内側からチップ
部に圧接させることでチップ部と被挿合部との間のシー
ルとチップ部の保持とを両立させることができる。

【００１１】

【実施例】以下に、本発明ピペット装置の詳細を図示し
た実施例に従って説明する。

【００１２】図１はピペット装置１の構造を原理的に示
すものである。

【００１３】２はピペット装置１の主部であり、その一
端部２ａが被挿合部とされて管状のチップ部３がこの部
分に着脱自在に取り付けられるようになっている。

【００１４】主部２にはチップ部３に連通する連通孔２
ｂが形成されており、該連通孔２ｂは加減圧装置４に接
続されている。

【００１５】加減圧装置４としては、例えば、図示する
ようにシリンダ５と該シリンダ５内に設けられたピスト
ン６とを有し、モータ等の駆動手段７によってピストン
６を移動させることによってシリンダ５の内圧を可変す
る機構等を用いることができる。

【００１６】チップ部３はこれを主部２の被挿合部２ａ
に外挿することによって取り付けられるようになってお
り、両者間のシールのためにシール部材８が介挿されて
いる。

【００１７】９は拡径手段であり、シール部材８をチッ
プ部３の内壁に強く密着させるために設けられている。

【００１８】図ではシール部材８としてＯリングを用い
た例を示しており、拡径手段９によりＯリングの内径を
大きくすることによってＯリングの外周部をチップ部３
の内壁に圧接させてチップ部３の保持とシール性を保証
するようになっている。

【００１９】尚、シール部材８にはＯリングの他、例え
ば、ゴム筋を用いることができ、この場合にはエアーを
供給する（つまり、拡径手段９に空気圧を利用する）こ
とでゴム筋を膨張させてその一部をチップ部３の内壁に
圧接させるようにする方法等を挙げることができる。

【００２０】ピペット装置１は、図示しない移送手段に
よって水平面内の移動制御や上下方向の移動制御が行わ
れるようになっている。

【００２１】例えば、ピペット装置１をロボットアーム
の先端部に取り付けることによって、液体の吸引時や排
出時におけるピペット装置１の位置決め制御を行うこと
ができるようになっている。

【００２２】１０は液体１１が収容された容器である。

【００２３】しかして、ピペット装置１において、先ず
チップ部３の一端部を主部２の被挿合部２ａに外挿す
る。この状態ではチップ部３が被挿合部２ａに緩やかに
挿合されているにすぎず、その後拡径手段９によりシー
ル部材８を変形させることによってシール部材８の一部
をチップ部３の内壁に密着させ、チップ部３を保持する
とともに、チップ部３と被挿合部２ａとの間にエアーの
出入りが生じないようにシールする。

【００２４】次にピペット装置１の位置決め制御によっ
てチップ部３の先端部を容器１０内の液体１１に漬け、
加減圧装置４によりチップ部３内を負圧にして液体１１
の一部を吸引する。

【００２５】その後、ピペット装置１を移動してチップ
部３を別の容器内に位置させ、加減圧装置４によりチッ
プ部３内を加圧して、採取した液体の一部をチップ部３
外に排出する。

【００２６】尚、液体の採取量や排出量が指定した量に
なるように制御するのは加減圧装置４の圧力制御によっ
て行う。例えば、シリンダ５とピストン６を使った場合
にはピストン６の移動量をその駆動手段７により制御す
れば良い。

【００２７】図２乃至図６はピペット装置の具体例１Ａ
を示すものであり、加減圧装置としてシリンダとピスト
ンを有する機構を用いるとともに、シール部材としてＯ
リングを用い空気圧を利用した拡径機構を採用したもの
である。

【００２８】図２はピペット装置１Ａを示すものであ
る。

【００２９】１２はピペット装置１Ａの主部であり、金
属により形成されている。

【００３０】１３はシリンダであり、主部１２内に形成
されており、該シリンダ１３がピストン１４とともに加
減圧装置を構成している。

【００３１】主部１２の下端面には凹部１５が形成され
ており、また、主部１２の下端寄りの部分には筒部１６
の上端部が外嵌固定されている。

【００３２】尚、筒部１６の内径は下端寄りの部分で小
さく、これより上側の部分で稍大きくなっており、これ
によって上向きの段差面１６ａが形成されている。

【００３３】１７は金属製のチップシャフトであり、貫
通孔１７ａを有する管状の部材として形成されており、
その上端寄りの部分が主部１２に固定されている。

【００３４】そして、その下端寄りの部分１７ｂがその
他の部分に比して大径とされており、これに後述するチ
ップ部が挿合される。また、この被挿合部１７ｂの上端
には上方を向いた環状の凹部１７ｃとこれを囲む突壁１
７ｄが形成されている。

【００３５】尚、チップシャフト１７の貫通孔１７ａは
主部１２に形成された連通孔１２ａを介してシリンダ１
３に繋がっている。

【００３６】１８は合成樹脂により管状に形成されたチ
ップ部であり、その上端寄りの部分がチップシャフト１
７の被挿合部１７ｂに外挿されるようになっている。

【００３７】チップ部１８の上端部１８ａはその外径が
他の部分の外径に比して大きくされている。

【００３８】そして、チップ部１８の下端部１８ｂは先
細りとされており、この部分が液体内に浸漬されること
になる。

【００３９】１９はチップシャフト１７に摺動可能に外
挿された拡径部材であり、金属により略筒状に形成され
ている。

【００４０】拡径部材１９はその上端寄りの部分１９ａ
が他の部分に比して大径とされ、該部分１９ａの上端部
が主部２の凹部１５内に摺動可能な状態で受け入れられ
ている。

【００４１】また、拡径部材１９の下端寄りの部分は図
３乃至図６に示すようにその外径が下方にいくに従って
小さくされ、これによってテーパー部１９ｂが形成され
ており、その下端部１９ｃは最小、かつ、一定の外径を
有する部分とされている。

【００４２】２０はＯリングであり、チップ部１８の上
端部１８ａの内壁と拡径部材１９の下端寄りの部分との
間に設けられている。尚、チップシャフト１７の突壁１
７ｄが拡径部材１９の下降に伴うＯリング２０の下降に
対してストッパーの役目を果たしている。

【００４３】２１は金属製の筒状をしたチップ抜き部材
であり、拡径部材１９と上記した筒部１６との間に摺動
可能な状態で設けられている。

【００４４】チップ抜き部材２１はその下端面２１ａを
チップ部１８の上端部１８ａに当接させることによって
チップ部１８の上端部１８ａをチップシャフト１７から
抜き出すために用いられる。

【００４５】チップ抜き部材２１には上記拡径部材１９
の大径部１９ａを受け入れるための上端に開口した凹部
２２が形成されており、その下端部を除く部分２２ａの
内径が拡径部材１９の大径部１９ａの外径に略等しく、
下端部２２ｂの内径はこれより径が大きくなっている。

【００４６】そして、この凹部２２と主部１２の凹部１
５とによって形成される空間をシリンダとし、拡径部材
１９の大径部１９ａをピストンとするエアーシリンダ２
３の構成が用いられている。

【００４７】即ち、チップ部１８装着用のエアー管２４
が主部１２の側面に取り付けられており、主部１２内に
形成された孔２５を通してエアー管２４と凹部１５とが
連通されている。

【００４８】また、チップ部１８の取り外し用のエアー
管２６が設けられ、その先端部が筒部１６の側面に形成
された長孔１６ｂを通してチップ抜き部材２１の側面に
固定されており、エアー管２６とチップ抜き部材２１の
凹部２２とが連通されている。

【００４９】従って、エアー管２４、２６を介した空圧
制御により凹部１５内の圧力を高めると拡径部材１９が
下降し、逆に凹部２２内の圧力を高めると拡径部材１９
が上昇することになる。

【００５０】また、チップ抜き部材２１はエアー管２６
を介した空圧制御により下降されるようになっている。

【００５１】つまり、拡径部材１９が上死点に達した後
もエアー管２６を通して凹部２２内の加圧を継続するこ
とによってチップ抜き部材２１が押し下げられる。

【００５２】尚、チップ抜き部材２１の外周面と筒部１
６との間に形成される隙間にはコイルバネ２７（その上
端部がチップ抜き部材２１の上端部に形成されたフラン
ジ部２８の下面に当接され、また、下端部が筒部１６の
内側に形成された段差面１６ａに当接されている。）が
介挿されており、チップ抜き部材２１の下降はこのコイ
ルバネ２７による上方への付勢力に抗して行われる。

【００５３】よって、凹部２２内の圧力を下げればコイ
ルバネ２７の弾性力によってチップ抜き部材２１が上方
に押し戻されることになる。

【００５４】尚、筒部１６の長孔１６ｂはチップ抜き部
材２１の移動に伴うエアー管２６の移動に支障を来さな
いように形成されたものである。

【００５５】図３乃至図５はチップ部１８の取り付けに
ついて時間の経過を追って順次説明するためのものであ
る。

【００５６】図３はチップ部１８をチップシャフト１７
に挿合した状態を示すものである。

【００５７】即ち、チップ部１８の上端部１８ａがチッ
プシャフト１７の被挿合部１７ｂに挿合されており、拡
径部材１９やチップ抜き部材２１はそれらに許される移
動範囲において最も高い位置にある。

【００５８】尚、Ｏリング２０はチップ部１８の上端部
１８ａの内壁に軽く当接した状態となっているが、チッ
プ部１８を被挿合部１７ｂに挿合する際にＯリング２０
が抵抗とならない寸法関係が成立している。

【００５９】次に、エアー管２４を通して凹部１５内を
加圧すると拡径部材１９が下降し、図４に示すように、
Ｏリング２０はその内径が拡径部材１９のテーパー部１
９ｂによって押し拡げられるため、Ｏリング２０がテー
パー部１９ｂとチップ部１８の上端部１８ａの内壁との
間で押し潰された状態になる。

【００６０】図５は拡径部材１９がさらに下降してその
下端部１９ｃがチップシャフト１７の凹部１７ｃの内底
面に突き当たった状態を示しており、Ｏリング２０は拡
径部材１９のテーパー部１９ｂを乗り越えて該テーパー
部１９ｂの稍上部とチップ部１８の上端部１８ａの内壁
との間で最も潰された状態になる。

【００６１】これによってチップ部１８とチップシャフ
ト１７の被挿合部１７ｂとの間のシールが確実になされ
るので、その後液体を採取するためにチップ部１８内を
減圧したり、液体を排出するためにチップ部１８内を加
圧した時にチップ部１８とチップシャフト１７の被挿合
部１７ｂとの間の隙間を通してエアーが出入りするのを
防止することができる。

【００６２】つまり、液体の採取量や排出量は圧力制御
によって管理されるため、エアー漏れ等による圧力変動
の影響を抑えることで精度の良い計量を行うことができ
る。

【００６３】次に、チップ部１８の取り外しについて説
明する。

【００６４】エアー管２６を通してチップ抜き部材２１
の凹部２２内を加圧すると拡径部材１９が上昇し、上記
の説明とは逆に図５、図４、図３の順に従って状態が変
化する。

【００６５】拡径部材１９が上死点に達した後も引き続
き凹部２２内を加圧すると、図６に示すようにチップ抜
き部材２１がコイルバネ２７の力に抗して下降し、その
下端面２１ａがチップ部１８を下方に突き出す。

【００６６】拡径部材１９によるＯリング２０の変形は
解除されており、チップ部１８はチップシャフト１７の
被挿合部１７ｂに軽く挿合された状態となっているの
で、チップ抜き部材２１の下降によりチップ部１８を容
易に取り外すことができる。

【００６７】その後、エアー管２６を通してチップ抜き
部材２１の凹部２２内を減圧すると、コイルバネ２７の
弾性力によってチップ抜き部材２１が上昇し最終的に最
も高い位置に戻る。

【００６８】以上のようにピペット装置１Ａによれば、
チップ部１８を交換する際にチップ部１８に力をかけす
ぎることがなく、簡単に行うことができるので作業の自
動化に適しており、複数のチップ部１８が整列されたホ
ルダーの上方にピペット装置１Ａを一時的に待避した
後、ホルダーに配列されたチップ部１８のうちから所望
のものを選択して上記したチップ部１８の取り外しや取
り付けの操作を行えばチップ部の交換作業の能率化を図
ることができる。

【００６９】

【発明の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に、本発明ピペット装置によれば、チップ部と該チップ
部に挿合される被挿合部との間に生じる隙間をシールす
るためのシール部材と、該シール部材を変形させる拡径
手段とを設け、チップ部を被挿合部に軽く挿合しておい
てから、シール部材を空圧制御手段により移動させられ
る拡径手段によって変形させることでこれをチップ部に
圧接させてチップ部と被挿合部との間のシールを図ると
ともにチップ部を保持することができる。

【００７０】よって、チップ部に無理な力をかけること
なくチップ部を被挿合部に取り付けることができ、チッ
プ部の交換作業を簡単にし、しかも、このためにチップ
部と被挿合部との間のシール性が悪化することはない。

【００７１】尚、上記実施例において示した具体的な形
状乃至構造は何れも本発明の具体化に当たってのほんの
一例を示したものにすぎず、これらによって本発明の技
術的範囲が限定的に解釈されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明ピペット装置の原理的な説明図である。

【図２】ピペット装置の要部を示す断面図である。

【図３】チップ部の取り付けについて説明するための拡
大断面図であり、拡径部材の下降前の状態を示す。

【図４】チップ部の取り付けについて説明するための拡
大断面図であり、拡径部材の下降途中の状態を示す。

【図５】チップ部の取り付けについて説明するための拡
大断面図であり、拡径部材の下降終了時の状態を示す。

【図６】チップ部の取り外しについて説明するための拡
大断面図である。

【符号の説明】 １ ピペット装置 ２ａ 被挿合部 ３ チップ部 ８ シール部材 ９ 拡径手段 １１ 液体 １Ａ ピペット装置 １７ｂ 被挿合部 １８ チップ部 １９ 拡径手段（拡径部材） １９ｂ テーパー部 ２０ Ｏリング ２１ チップ抜き手段（チップ抜き部材） ２３ 空圧制御手段（エアーシリンダ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中町 啓一 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ ニー株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−22352（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−372862（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−206261（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−51647（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−19961（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01L 3/02 G01N 1/00 101

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チップ部を被挿合部から取り外すための
   チップ抜き手段を設け、拡径手段によるシール部材の変
   形を解いた後チップ抜き手段の一部をチップ部に突き当
   ててチップ部を被挿合部から外すようにしたピペット装
   置において、拡径手段とチップ抜き手段とを空気圧を利用して移動制
   御する一の空圧制御手段を設け、チップ部を被挿合部に
   挿合した後に空圧制御手段が拡径手段を移動させてシー
   ル部材の変形によりシール部材とチップ部との密着度を
   高めると共に、チップ部を被挿合部から取り外す際には
   空圧制御手段が拡径手段を移動させてシール部材の変形
   を解いてからチップ抜き手段を移動させてその一部をチ
   ップ部に突き当ててチップ部を被挿合部から外す ように
   したことを特徴とするピペット装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のピペット装置におい
   て、シール部材としてＯリングを用いたことを特徴とす
   るピペット装置。