JP4352193B2 - 検体吸引装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、検体容器に収容された血液などの検体の自動測定装置などに使用される検体容器の押さえ機構を備えた検体吸引装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
血液などの検体を採取するために使用される真空採血管（以下、検体管という）は、開口部がゴム栓等で密封されている。検体の成分測定は、針状のサンプリングノズルをゴム栓に突き刺して、検体容器内の検体を吸引して行なわれる。
【０００３】
検体の成分測定を自動的に行なう自動測定装置では、直立保持した検体容器のゴム栓にサンプリングノズルを突き刺して検体を吸引し、その後サンプリングノズルを引き抜き、成分分析を行なうという一連の動作を自動的に行なう必要がある。このような自動測定装置においては、サンプリングノズルの突き刺し及び引き抜きを安定的に行なうために、その動作中、検体容器を保持し、固定しておく機構が必要になる。特に、サンプリングノズルの引き抜き工程時に、サンプリングノズルの外周面とゴム栓との摩擦によって検体容器が持ち上がるのを防止する必要がある。
【０００４】
これを防止するために、例えば特開平９−１５１１３号公報では、サンプリングノズルと一緒に昇降する昇降部材の下端部に、ゴム栓と当接する当接部を設け、該当接部でゴム栓を押圧しながらサンプリングノズルをゴム栓に突き刺し、また引き抜くようにした機構が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の従来の押さえ機構では、検体容器の押さえ機構をサンプリングノズル側に設けているので、サンプリングノズルの周辺の機構が複雑になるという問題があった。その結果、サンプリングノズルと押さえ機構とを含めた昇降機構の重量が増し、その駆動のために大きなパワーが必要となって、装置の大型化、高コスト化を招いていた。また、サンプリングノズルの形状や方式を変更すると、それに対応して検体容器の押さえ機構の設計を変更する必要があった。
【０００６】
本発明は、サンプリングノズルの昇降機構と検体容器の押さえ機構とを分離することで、上記の従来の問題点が解決された検体吸引装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するために以下の構成とする。
【０００８】
本発明の検体吸引装置は、検体容器の上面と当接し、上下方向に移動可能な容器押さえ部材と、前記容器押さえ部材を上方向に付勢する弾性部材と、前記容器押さえ部材の上方向への移動を制限し、下方向への移動を許容する移動制限手段と、前記移動制限手段による前記容器押さえ部材の上方向への移動の制限を解除する制限解除手段と、前記検体容器の上部の栓体を貫通して内部に収容された検体を吸引するサンプリングノズルと、前記サンプリングノズルが挿入される貫通孔が形成された押さえ部材とを備える。
【０００９】
前記サンプリングノズルを下降させると、前記押さえ部材が前記容器押さえ部材と当接して前記容器押さえ部材を下降させ、前記容器押さえ部材が前記検体容器の上面と当接した状態で、前記サンプリングノズルが更に下降して前記栓体を貫通し、その後、前記サンプリングノズルを上昇させると、前記押さえ部材は前記サンプリングノズルとともに上昇して前記容器押さえ部材から離間し、前記サンプリングノズルが前記栓体から引き抜かれた後に、前記制限解除手段が作動して、前記弾性部材により前記容器押さえ部材が上方向へ移動することを特徴とする。
【００１０】
かかる構成によれば、サンプリングノズルの昇降機構とは別に、検体容器の押さえ機構を設置することができる。即ち、サンプリングノズルの下降に先立って、又は下降とともに、容器押さえ部材を下方向に移動させ検体容器の上面（栓体の上面）に当接させる。検体吸引後、サンプリングノズルを引き抜く際は移動制限手段を作動させておくことにより、検体容器の浮き上がりを防止できる。そして、サンプリングノズルの引き抜き後、制限解除手段を作動させて、容器押さえ部材を上方向に移動させる。この結果、サンプリングノズルの周辺の機構が簡略化できる。従って、サンプリングノズルの昇降機構を軽量化でき、装置の小型化、低コスト化が可能になる。また、サンプリングノズルの形状や方式を変更しても、そのために押さえ機構の設計を変更する必要は生じない。
【００１１】
上記の検体吸引装置において、前記サンプリングノズルの移動（例えば、サンプリングノズルの上昇の後の水平方向の移動）を利用して、前記制限解除手段が作動するように構成することができる。かかる好ましい構成によれば、制限解除手段を作動させるための駆動装置を新たに設ける必要がなく、装置の複雑化とコスト上昇を防止できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の検体容器の押さえ装置を備えた検体吸引装置の一実施形態を図面を用いて説明する。
【００１３】
図１はサンプリングノズルが待機位置にあるときの、本発明の検体吸引装置の構成を模式的に示した正面図である。図２は図１のＡ−Ａ線での矢印方向から見た断面図である。図３はサンプリングノズルが吸引位置にあるときを、図２と同様の切断面により示した断面図である。
【００１４】
血液等の検体１５は、ガラス等からなる検体管１１と検体管１１の上部開口を密封するゴム等からなる栓体１２とから構成される検体容器１０内に収容される。検体容器１０は栓体１２を上側にして図示しない保持部材で略鉛直方向に保持される。
【００１５】
検体１５を吸引するためのサンプリングノズル２０はノズルホルダ２３により略鉛直方向に保持される。サンプリングノズル２０の下方の先端は、栓体１２を貫通できるように尖らせてある。サンプリングノズル２０の下端近傍の側面には、検体１５を吸引するための吸引孔２０ａが穿設されている。吸引孔２０ａを側面に設けることにより、栓体１２を貫通する際の目詰まりを防止できる。サンプリングノズル２０は中空状となっており、吸引孔２０ａを検体１５に浸漬し、ポンプ２１を駆動することで、検体１５を吸引し、図示しない分析装置に供給して所定の分析測定が行なわれる。
【００１６】
装置に設置された２つのプーリ３２，３３間にベルト３４が架け渡される。一方のプーリ３２はモータ３１の回転軸に連結され、他方のプーリは回転自由に保持される。サンプリングノズル２０を保持するノズルホルダ２３は、鉛直方向に設置された図示しない直線案内機構により上下動可能に保持されるとともに、その一部はベルト３４と結合される。この結果、モータ３１の回転により、ノズルホルダ２３及びサンプリングノズル２０を図１の紙面上下方向に昇降させることができる。
【００１７】
サンプリングノズル２０の下端部近傍に、押さえ部材２５が設けられる。押さえ部材２５の略中央部には、サンプリングノズル２０の外径より大きな内径を有する貫通孔２５ａが設けられている。押さえ部材２５は押さえホルダ２６により保持される。図１に示すように、押さえホルダ２６の断面は略コ字状に形成される。即ち、押さえ部材２５との結合部分から上方に延伸され、水平方向に折り曲げられて天井部２６ａが形成され、更に下方に折り返されて、その自由端側の下端部に当接部２６ｂを形成している。押さえホルダ２６は鉛直方向に設置された図示しない直線案内機構により上下動可能に保持される。押さえホルダ２６の天井部２６ａとノズルホルダ２３とは上下方向に張架された引張りばね２７で連結される。この結果、押さえホルダ２６はノズルホルダ２３に引き寄せられる向きに付勢される。なお、図１に示す待機状態では、押さえホルダ２６の当接部２６ｂがノズルホルダ２３の上面を引張りばね２７の引張り弾性力で押圧した状態となっている。
【００１８】
検体容器１０の上部に容器押さえ部材４０が設置される。容器押さえ部材４０は、水平方向に設置された押圧部４１と、押圧部４１の一側部に押圧部４１の面と略直角に接続され、下方に延長された延設部４２とからなる。押圧部４１の下面は検体容器１０の上部の栓体１２を下方に押圧できるように、また、上面は押さえ部材２５と当接可能なように、それぞれ平面状に又は所定の凹凸形状が付されている。押圧部４１の略中央部には、サンプリングノズル２０を挿入可能で、かつ、栓体１２の外径より小さな内径を有する貫通孔４１ａが形成されている。容器押さえ部材４０は、鉛直方向に設置された図示しない直線案内機構により上下動可能に保持される。延設部４２の下端には圧縮ばね４５が設置される。圧縮ばね４５の下端は装置の固定部と当接し、上端は延設部４２の下端と当接している。待機状態では、容器押さえ部材４０は、圧縮ばね４５の弾性力により上方向に付勢され、装置に設置されたストッパ４７と当接している。延設部４２の側面には、後述するギヤ５５と噛み合うようにラック４３が上下方向に形成されている。
【００１９】
容器押さえ部材４０の近傍にレバー５０が設置される。レバー５０は、待機状態において押さえ部材２５と略同一高さになるように配置された動作部５１と、動作部５１の端部から延設されたアーム部５２とからなる。装置に設置された支軸５９がアーム部５２の下端に挿入され、レバー５０は支軸５９を中心に回動可能に保持される。引張りばね５７の一端が装置と結合され、他端がレバー５０と結合される。この結果、引張りばね５７の弾性引張り力により、レバー５０は図１において時計方向の付勢力が付与され、装置に設置されたストッパ５８と当接している。レバー５０のアーム部５２の側部にギヤ５５が設置されている。ギヤ５５は、図１の矢印５５ａの方向にのみ回転でき、その反対方向の回転を禁止する、いわゆるワンウエイクラッチを介してアーム部５２に取り付けられる。レバー５０がストッパ５８と当接状態にあるとき、ギヤ５５の歯面とラック４３の歯面とが噛み合うように構成される。図２，図３に示すように、動作部５１の隣接する２隅は面取りされ、傾斜面５１ａ，５１ｂが形成されている。
【００２０】
モータ３１、プーリ３２，３３、サンプリングノズル２０、ノズルホルダ２３、押さえ部材２５、押さえホルダ２６、及び引張りばね２７は、水平方向（図１の紙面に垂直方向）に移動可能な移動架台（図示せず）上に設置される。そして、押さえ部材２５は、待機状態では図２に示したように検体容器１０の上方より外れた位置に待機しており、検体を吸引する際（吸引状態）に図３に示したように矢印２８ａの方向に移動して検体容器１０の上方に配置される。検体の吸引終了後、矢印２８ｂの方向に移動して待機状態（図２）に戻る。押さえ部材２５が矢印２８ａ，２８ｂの方向に移動するたびに、押さえ部材２５の隅部が動作部５１の傾斜面５１ａ，５１ｂと当接し、動作部材５１が矢印５３の方向に逃げる。即ち、押さえ部材２５が矢印２８ａ，２８ｂの方向に移動するたびに、図１においてレバー５０が支軸５９を中心として反時計方向にわずかに回動する。このとき、ギヤ５５の歯面とラック４３の歯面との噛み合いが解除される。
【００２１】
以上のように構成された本実施の形態の検体吸引装置の動作を以下に説明する。
【００２２】
まず、図１に示すように、検体１５を収容した検体容器１０を装置の所定位置にセットする。検体容器１０は、下面及び周囲壁を支持するホルダ（図示せず）によって略鉛直方向に設置される。このとき、押さえ部材２５及びサンプリングノズル２０等は待機位置（図２）にある。
【００２３】
次いで、押さえ部材２５及びサンプリングノズル２０等が、図３の矢印２８ａの方向に移動する。このとき、レバー５０が回動してギヤ５５とラック４３との噛み合いが一旦解除された後、再び噛み合わされる。該解除によって、容器押さえ部材４０は圧縮ばね４５の弾性力によりストッパ４７と当接する位置まで上方に押し上げられる（図４）。
【００２４】
サンプリングノズル２０等が吸引位置（図３）に移動後、モータ３１を駆動して、ノズルホルダ２３を下方に移動させる。このとき、押さえホルダ２６は引張りばね２７でノズルホルダ２３方向に付勢されているから、押さえホルダ２６はノズルホルダ２３と一緒に下降する。
【００２５】
その後、押さえ部材２５の下面が容器押さえ部材４０の押圧部４１の上面と当接する。引張りばね２７の弾性係数は、圧縮ばね４５の弾性係数より大きく設定されている。従って、その後更にノズルホルダ２３を下降させると、圧縮ばね４５が圧縮されて容器押さえ部材４０が一緒に下降する。このとき、ラック４３と噛み合うギヤ５５は図５の矢印５５ａの方向に回転する。また、押さえホルダ２６の当接部２６ｂはノズルホルダ２３の上面に当接したままである。
【００２６】
その後、図５に示したように、容器押さえ部材４０の押圧部４１の下面が検体容器１０の栓体１２の上面と接触する。この状態に至ると、容器押さえ部材４０はこれ以上下降することができない。その結果、押さえ部材２５及び押さえホルダ２６も下降することができない。従って、引張りばね２７を伸長させながらノズルホルダ２３及びサンプリングノズル２０が下降する。そして、サンプリングノズル２０の下端は検体容器１０の栓体１２を貫通し、検体１５に浸漬される（図６）。この状態で、検体１５がポンプ２１で吸引される。サンプリングノズル２０が栓体１２を貫通する際に、栓体１２を含む検体容器１０が容器押さえ部材４０で押圧保持されるので、安定した貫通動作が可能である。
【００２７】
吸引作業が終了すると、モータ３１を上記とは逆方向に駆動して、ノズルホルダ２３及びサンプリングノズル２０を上昇させる。引張りばね２７が縮み、押さえホルダ２６の当接部２６ｂがノズルホルダ２３の上面に当接した後は、押さえホルダ２６はノズルホルダ２３と一緒に上昇する。押さえホルダ２６が上昇することにより、容器押さえ部材４０の下方向への押圧力が解除されるが、ラック４３と嵌合しているギヤ５５はワンウエイクラッチによって紙面の反時計方向に回転することができないから、圧縮ばね４５は弾性回復することができない。よって、容器押さえ部材４０の押圧部４１の下面が検体容器１０の栓体１２の上面と接触した状態が維持される。この結果、サンプリングノズル２０の上昇時に、サンプリングノズル２０と栓体１２との摩擦力により栓体１２が上昇するのを防止できる。よって、サンプリングノズル２０の栓体１２からの引き抜き時に検体容器１０が浮き上がることがない。
【００２８】
サンプリングノズル２０が栓体１２から引き抜かれ、ノズルホルダ２３が図４と同じ高さまで上昇するとモータ３１の駆動を停止する（図７）。
【００２９】
その後、押さえ部材２５及びサンプリングノズル２０等は図３の矢印２８ｂの方向に移動して待機位置に戻る。このとき、押さえ部材２５の隅部が動作部５１の傾斜面５１ｂと当接し、レバー５０が回動してギヤ５５とラック４３との噛み合いが解除される。これにより、図８に示すように、圧縮ばね４５が弾性回復し、容器押さえ部材４０をストッパ４７に当接する位置まで押し上げる。この結果、容器押さえ部材４０による検体容器１０の保持が解除される。
【００３０】
その後、図１の待機状態に戻る。
【００３１】
待機状態で、吸引した検体の所定の測定作業やサンプリングノズル２０の洗浄等を行なうと同時に、測定済みの検体容器を搬送し、未測定の検体容器を所定位置にセットする。そして、上記の動作を繰り返す。以上の一連の動作を自動的に行なうようにすれば検体の自動測定装置を構成できる。
【００３２】
なお、上記の実施の形態では、容器押さえ部材４０の下降動作と、サンプリングノズル２０及びノズルホルダ２３の下降動作とを共通するモータ３１を用いて行なえるように、ノズルホルダ２３と弾性部材（引張りばね２７）で連結した押さえホルダ２６及び押さえ部材２５を設置したが、本発明はこのような形態に限定されない。即ち、サンプリングノズル２０及びノズルホルダ２３の下降動作との同期をとりながら、容器押さえ部材４０の下降動作をモータ３１とは異なる駆動機構を用いて行なうことも可能である。これによりサンプリングノズル２０の昇降機構がより一層簡略化できる。また、押さえ部材２５及び押さえホルダ２６をなくすことができ、サンプリングノズル２０の形状や方式の変更（例えば特開平９−１５１１３号公報に開示されたような外管を有するタイプへの変更）により一層柔軟に対応できる。
【００３３】
また、上記の実施の形態では、容器押さえ部材４０の上方向への移動を制限する移動制限手段として、ワンウエイクラッチを介したギヤ５５とラック４３との組み合わせを示したが、本発明はこれに限定されない。移動制限手段としては、一方向の移動を許容し、反対方向の移動を制限する周知の機構（例えばラチェット機構）を用いることができる。また、上記の実施の形態と同様にギヤ５５とラック４３との組み合わせを利用しながら、ギヤ５５を容器押さえ部材４０側に、ラック４３をレバー５０側に取り付けることも可能である。
【００３４】
上記の実施の形態では、制限解除手段の作動を、押さえ部材２５の移動によるレバー５０の回動により行なったが、本発明はこれに限定されない。例えば、押さえ部材２５の移動に関係なく、レバー５０を別の駆動機構（例えばピストン機構）で回動させることもできる。このような方式は上記のように押さえ部材２５をなくした場合に特に有効である。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、サンプリングノズルの昇降機構とは別に、検体容器の押さえ機構を設置することができる。この結果、サンプリングノズルの周辺の機構が簡略化できる。従って、サンプリングノズルの昇降機構を軽量化でき、装置の小型化、低コスト化が可能になる。また、サンプリングノズルの形状や方式を変更しても、そのために押さえ機構の設計を変更する必要は生じない。同様に、押さえ機構の設計を変更してもサンプリングノズルの周辺機構の設計変更が不要になる。従って、例えば、サンプリングノズルの周辺機構と検体容器の押さえ機構とをそれぞれ別々に設計しユニット化しておき、検体吸引装置の仕様に合わせてそれぞれ最適なユニットを選択して組み合わせることが可能になる。あるいは、検体容器の押さえ機構を一ユニットとして標準化しておき、サンプリングノズルの周辺機構が異なる各種検体吸引装置に、標準化された検体容器の押さえ機構を取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の検体吸引装置の構成を模式的に示した正面図である。
【図２】 図１のＡ−Ａ線での矢印方向から見た断面図である。
【図３】 サンプリングノズルが吸引位置にあるときの状態を示した断面図である。
【図４】 本発明の検体吸引装置の動作の一工程を示した正面図である。
【図５】 本発明の検体吸引装置の動作の一工程を示した正面図である。
【図６】 本発明の検体吸引装置の動作の一工程を示した正面図である。
【図７】 本発明の検体吸引装置の動作の一工程を示した正面図である。
【図８】 本発明の検体吸引装置の動作の一工程を示した正面図である。
【符号の説明】
１０ 検体容器
１１ 検体管
１２ 栓体
１５ 検体
２０ サンプリングノズル
２０ａ 吸引孔
２１ ポンプ
２３ ノズルホルダ
２５ 押さえ部材
２５ａ 貫通孔
２６ 押さえホルダ
２６ａ 天井部
２６ｂ 当接部
２７ 引張りばね
３１ モータ
３２，３３ プーリ
３４ ベルト
４０ 容器押さえ部材
４１ 押圧部
４１ａ 貫通孔
４２ 延設部
４３ ラック
４５ 圧縮ばね
４７ ストッパ
５０ レバー
５１ 動作部
５１ａ，５２ｂ 傾斜面
５２ アーム部
５５ ギヤ
５７ 引張りばね
５８ ストッパ
５９ 支軸

Claims (2)

1. 検体容器の上面と当接し、上下方向に移動可能な容器押さえ部材と、
   前記容器押さえ部材を上方向に付勢する弾性部材と、
   前記容器押さえ部材の上方向への移動を制限し、下方向への移動を許容する移動制限手段と、
   前記移動制限手段による前記容器押さえ部材の上方向への移動の制限を解除する制限解除手段と、
   前記検体容器の上部の栓体を貫通して内部に収容された検体を吸引するサンプリングノズルと、
   前記サンプリングノズルが挿入される貫通孔が形成された押さえ部材とを備えた検体吸引装置であって、
   前記サンプリングノズルを下降させると、前記押さえ部材が前記容器押さえ部材と当接して前記容器押さえ部材を下降させ、
   前記容器押さえ部材が前記検体容器の上面と当接した状態で、前記サンプリングノズルが更に下降して前記栓体を貫通し、
   その後、前記サンプリングノズルを上昇させると、前記押さえ部材は前記サンプリングノズルとともに上昇して前記容器押さえ部材から離間し、
   前記サンプリングノズルが前記栓体から引き抜かれた後に、前記制限解除手段が作動して、前記弾性部材により前記容器押さえ部材が上方向へ移動することを特徴とする検体吸引装置。
2. 前記サンプリングノズルの移動を利用して、前記制限解除手段が作動する請求項１に記載の検体吸引装置。

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