JP4585528B2 - チューブ接続装置 - Google Patents
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Description
そこで、チューブ接続装置の接続動作の一例を簡単に説明する。例えば2本のチューブ7,8が、図18に示すように第1チューブ保持具301及び第2チューブ保持具302の固定クランプ311,313と、これに対し当接・離間する可動クランプ312,314とによって2箇所でクランプされる。このとき、チューブ7,8はクランプされて扁平形状となって管内が閉塞される。
そして、加熱した切断板(以下、「ウェハ」という)6が、第1チューブ保持具1と第2チューブ保持具2との間を上昇し、直交するチューブ7,8を溶融して切断する。
そして、互いに異なるチューブ(7aと8b,8aと7b)の切断面が同軸上に位置したところで、ウェハ6を後退させて両チューブの切断面同士を押し付けるようにして溶着し、図20に示すように互い違いに接合したチューブ9,10を形成する。
クランプローター305は、一対の半円形状のローター片303,304から構成されたものであり、その円周上には歯形が形成され、両ローター片303,304が互いに重ねられた場合に1個の歯車をなすよう構成されている。また、クランプローター305の中心、即ち、ローター片303,304同士の当接面中央には、それぞれ1本のチューブが入る深さのU字溝331,332と、チューブを潰してクランプする浅溝の閉塞部333,334が形成されている。
一方、ローター装填部323に連設されたギヤ装填部325には、ローター片303(304)と噛合するドライブギヤ306が回転可能に装填され、図示しない駆動モータのモータ軸に連結されている。
そして、例えば図18に示すようにチューブ7,8がクランプされて切断されると、所定のタイミングで図示しない駆動モータが駆動してドライブギヤ306に回転が与えられる。それによってクランプローター305が第1チューブ保持具301内を回転し、それぞれのローター片303,304の位置が入れ替わって切断チューブが互い違いに配置される。
更に、第1チューブ保持具301及び第2チューブ保持具302にチューブ7,8を配置する時点で、正確なチューブ7,8の配置が行われなければ、チューブ7,8は正しくクランプされず、接続不良やそれに伴う液漏れを起こしてしまう。
よって、検出手段の検出信号に基づいて、チューブが保持されていない状態でのチューブ接続動作を停止させることができるので、チューブのクランプミスなどによる接続不良を回避することができる。
これにより、閉塞部材に押し潰されて平坦化したチューブは、その閉塞位置がチューブの中心より前記プランジャが設けられた方向に偏っているので、チューブに発生する弾性力がプランジャ側に強く働く。そのため、平坦化したチューブの弾性力によって確実にプランジャを後退させることができ、チューブの検出精度を上げることができる。
従って、チューブを確実に挟み込んで扁平させることができるので、チューブの管内を確実に閉塞させることによって切断部分からの液漏れを防止することができる。
これにより、一対の保持部材でチューブを保持させるに際し、支持手段によってチューブを正確に並べて配置させることができる。
これにより、一対の保持部材でチューブを保持させるに際し、支持爪によって抜けを防止し、チューブを正確に並べて配置させることができる。
そのため、チューブを保持させる際には付勢部材によって付勢された狭い幅の支持爪間に正確にチューブを支持させて位置決めさせることができ、切断後にチューブが回転する際には支持爪の間が広がってチューブの回転を妨げないようにすることができる。
そこで、ずれたまま次にローター片303,304が重ね合わされると、一方が他方に押されて僅かに回転してしまい、クランプローター305は、図21に示すように、ローター片303,304が各ブロック321,322に対称になるように正確に装填された基準状態からずれてしまう。そのため、チューブ7,8が対称的にクランプされず、そのような状態で装置が起動すれば、クランプローター305が反転したときに、チューブ7,8の切断面同士がずれて接続不良が生じるおそれがある。
これにより、溝部にはまり込んで当該クランプ部材をロックさせた係合突起は、チューブを保持する際には、一体に設けられた板バネが押圧部材に押されて撓むことによって当該溝部から退避する。一方、一対のクランプ部材がチューブを解放する際には、押圧部材による板バネへの押し付け動作が外れ、その板バネの弾性によって係止部材を確実に溝部へと入り込ませ、クランプ部材をロックさせる。
従って、チューブの保持・解放に同期してクランプ部材もロック及びロック解除が行われるため、使用者が触れることが可能な状態の場合にはクランプ部材が確実にロックされ、チューブの接続を確実に行うことができる。
これにより、一対の保持部材によるチューブの保持・解放動作に連動して連結機構が外力を受けて係合スライダを進退させ、チューブの保持動作時にはクランプ部材の溝部から係合スライダの係合部が外れ、チューブの解放動作時にはクランプ部材の溝部に係合スライダの係合部が入り込んでクランプ部材がロックされる。
従って、チューブの保持・解放動作に伴ってクランプ部材がロック及びロック解除されるため、使用者が触れることが可能な状態の場合にはクランプ部材が確実にロックされ、チューブの接続を確実に行うことができる。
これにより、チューブの解放動作時には、付勢された前記係合スライダがクランプ部材側へスライドし、係合スライダの係合部がクランプ部材の溝部へ入り込んでクランプ部材がロックされ、チューブの保持動作時には、その際に与えられる外力を受けたレバーが、係合スライダを当該付勢力に抗して後退させることによって、クランプ部材の溝部にはまり込んだ係合スライダの係合部を退避させる。
従って、チューブの保持・解放動作に伴ってクランプ部材がロック及びロック解除されるため、使用者が触れることが可能な状態の場合にはクランプ部材は確実にロックされ、チューブの接続を確実に行うことができる。
これにより、係合突起又は係合部が溝部に入り込んだクランプ部材は、保持部材内にて一義的に位置決めされてロックされる。
従って、一対のクランプ部材は、チューブ保持の際には確実に対称位置にあって、チューブを正確に保持することができる。
チューブ保持機構は、上下に重ねた2本のチューブ7,8を2箇所で保持及び挟み込み、切断後に一方の側のチューブを上下反転させて、切断面同士を押し付けて接続させるものである。その主要な構成は、第1チューブ保持具1と第2チューブ保持具2であり、それぞれ固定クランプ11,81と、これにピン継手で連結された可動クランプ12,82とから構成されている。なお、この固定クランプ11,81と及び可動クランプ12,82は、特許請求の範囲で記載する保持部材に相当するものである。
そして、そのウェハ6によって切断されたチューブを反転させるためのクランプローターが第1チューブ保持具1に設けられている。ここに、図3は、クランプローターを示した斜視図であり、図4は、図3で示したローター片31(32)のA方向断面図である。なお、このローター片31,32が、特許請求の範囲で記載するクランプ部材に相当するものである。
具体的には、クランプローター30は、中心にチューブを保持するためのチューブ保持部33,33、そのチューブ保持部33,33から半径方向に張り出したフランジ部34,34、及びフランジ部34,34外周のリム部35には、ローターギヤ36,36並びにロック溝37a,37b,37a,37bが形成されてなるものである。
また、リム部35,35に形成されたロック溝37a,37a及びロック溝37b,37bは、両方のローター片31,32とも同位置に形成されている。これは、ロック溝37a,37aが固定クランプ11のロック手段に、そしてロック溝37b,37bが可動クランプ12に設けられたロック手段に対応するようにしたためである。ロック手段については後述する。ロック溝37a,37b,37a,37bは、全て2枚の突設壁によって所定の溝幅をなして形成されている。
固定クランプ11は、図5に示す固定クランプボディ13に対し、ボディカバー14(図1参照)を固定して形成されている。固定クランプボディ13は、側壁15に図示するような外形枠16が突設され、その外形枠16にボディカバー14が当てられてネジ止めされる。固定クランプ11は、上面が開放された中空形状をなすものであり、その中に前述したローター片31(32)が装填される。更に、ボディカバー14にはステッピングモータ3(図2参照)が固定され、固定クランプ11内には、その回転出力をローター片31(32)へ伝達するギヤ列が設けられる。
また、固定クランプボディ13の側壁33の上辺と、ボディカバー14の上辺(不図示)には、ローター片31(32)のチューブ保持部33を支持すべく、半円形に切り欠かれた回転支持溝19が形成されている。そして、側壁33には、回転支持溝19と同一中心の円周上に、ローター片31(32)を回転支持するローラ20,20,20が軸支されている。3個のローラ20…は、中央のローラ20に対して60゜の間隔で両側のローラ20,20が対称的に配置されている。
更に、固定クランプボディ13には、側壁15の上辺から突き出るように位置決突起21が形成されている。
固定クランプボディ13は、側壁15に垂直にスライド管22が突設され、またガイドローラ23がスライド管22の軸方向に回転自在に軸支されている。スライド管22は、後述する第2チューブ保持具2側から突設されたガイドロッドにはめ込まれ、ガイドローラ23は、図1に示すベース210に固定されたガイドブロック29のガイド溝29a内に配置される。
従って、第1チューブ保持具1の固定クランプ11は、固定クランプボディ13がスライド管22とガイドローラ23とで支持され、ベース210から浮いた状態で取り付けられる。
そして、スライド管22とガイドローラ23とで支持された移動可能な固定クランプ11は、図1に示すベースブロック10に固定された支持壁181との間にスプリング24が設けられ、このスプリング24によって常時第2チューブ保持具2側へと付勢されている。
そのため、押圧アーム24先端のローラベアリング25が、後述する第2チューブ保持具2内の駆動カムに常時当接され、そのカム面を転動可能な構成となっている。
チューブガイド40は、溝の形成されたガイドボディ41に対し、一対のガイド爪42,42がスプリング43,43によって内側に付勢された状態で取り付けられている。
即ち、ガイドボディ41の中央にはチューブを位置させる湾曲した溝41aが形成され、その溝41aを挟むように配置されたガイド爪42,42が、外側のスプリング43,43によって当該溝46a側に付勢され、その付勢方向に移動自在に取り付けられている。なお、図に示す左右一対のガイド爪42,42は同型のものであって、裏表逆に配置させて部品の共通化を図っている。
可動クランプボディ51及びボディカバー52には、それぞれ対応する位置に半円形に切り欠かれた回転支持溝53,54が形成されている。そして、そのボディカバー52には、回転支持溝54と同一中心の円周上に、ローター片31(32)を回転支持するローラ55,55,55が軸支されている。3個のローラ55…は、中央のローラ55に対して60゜の間隔で他の2個のローラ55,55が対称的に配置されている。更に、可動クランプボディ51には、その両端にピン継手用の二股の支持ブラケット56,57が突設されている。
第1チューブ保持具1は、固定クランプ11と可動クランプ12とが支持ブラケット17,56でピン結合され、可動クランプ12が揺動することによって図示するように重ね合わされ、また図1に示すように開くよう構成されている。そして、可動クランプ12の揺動端に形成された支持ブラケット57には、バックル125(図8参照)がピン結合され、その顎部127が固定クランプ11のベアリング28に掛けられて、図示する状態でロックされるよう構成されている。
ローター片31,32は、チューブ保持部33,33とリム部35,35との間にローラ20…,55…が入り込むように装填される。従って、図示するクランプ状態では、ローター片31,32によって1個のクランプローター30(図3参照)が構成され、またローラ20…,55…は、同一円周上に等間隔(60゜間隔)に位置する。なお、このクランプローター30は、閉塞部33b,33bが第2チューブ保持具2側に突出す向きに配置されている。
また、固定クランプ11には、ボディカバー14にステッピングモータ3(図2参照)が固定され、貫通孔32a(図1参照)から内部に進入したモータ軸3aに駆動ギヤ61が取り付けられ、その駆動ギヤ61がアクセスギヤ62及びドライブギヤ63に噛み合い、そのドライブギヤ63がクランプローター30のローターギヤ36に噛み合っている。
そこで、先ず固定クランプ11側のロック手段について説明する。このロック手段は、図9に示すように係合スライダであるスライド板65、クランク板66及びスプリング67から構成されている。スライド板65は、2つの長円形のスライド孔65a,65bが平行に形成され、固定クランプボディ13の側壁15に立設されたピン68a,68bにはめ込まれて摺動支持されている。
一方、クランク板66は、その略中央部分がピン68bによって軸支され、直線形状をした先端がスライド板65の引っ掛け部65qに対し付勢方向側に配置し、他方のへの字形をした先端が固定クランプボディ13に形成された窓部26に配置されている。
ところで、ローター片31,32にそれぞれ形成されたロック溝37a,37bは、図9に示すクランプ状態で係合部65p及び係合片72に対応した位置に設けられ、ローター片31,32が一義的に位置決めされるよう構成されている。また、そのロック溝37a,37bは、内壁面がほぼ平行な面をなし、一方の係合部65p及び係合片72は、その間に入り込む四角形状突片をなしている。
この固定クランプ81は、第1チューブ保持具1と同様に中空の固定クランプボディ83が外側からボディカバー84で塞がれている。即ち、固定クランプボディ83は、側壁85に図示するような外形枠86が突設され、その外形枠86にボディカバー84が当てられてネジ止めされる。
固定クランプボディ83は、上方の両角部に、単一の支持ブラケット87と二股の支持ブラケット88とが各々形成されている。単一の支持ブラケット87は、可動クランプ82とのピン継手用であり、二股の支持ブラケット88には、その間にベアリング90を支持している。また、固定クランプボディ83には、側壁85の上辺から突き出るように位置決突起89が形成されている。
その駆動カム92は、減速ギヤ95と一体的に形成され、図示する位置にて固定クランプボディ83内に軸支されている。駆動カム92は、円形状のスライド用カム93と偏心形状の切断用カム94とが一体に形成されたものである。スライド用カム93には、その端面に軸方向の高さを変化させる傾斜を付けたスライドカム面93aが、切断用カム94には、その外周側面によってなされる偏心カム面94aとが形成されている。
一方、ボディカバー84には、ステッピングモータ4(図2参照)が固定され、図10に示すように、貫通孔84aから内部に進入したモータ軸4aに駆動ギヤ93が取り付けられ、その駆動ギヤ96と減速ギヤ95とが噛み合わされている。
そのガイド爪101,101の先端部には、内側に突起101a,101aが形成されチューブの抜けを防止するよう形成されている。そして、ガイド爪101,101の間の保持溝103は、図10に示すように、固定クランプボディ83に形成された保持溝98と同一面(平面)で連続している。一方、プランジャケース102は、図11に示すように、段付きのプランジャ104が上下に摺動可能な容器をなし、底面が抜かれ、固定クランプボディ83に突設された支持板99に載せられるようにして固定されている。
更に、保持溝103底面の貫通孔に入った液が、プランジャケース102内部に浸透しないようにするため、プランジャ104にはOリング107がはめられている。
そして、この可動クランプボディ110には、その支持ブラケット112にバックル120がピン結合される。バックル120は、図8に示した第1チューブ保持具1側のバックル125をはめ込んで一体のものとなるよう構成されている。即ちバックル120の把持板121は、片側(第1チューブ保持具1側)に大きく張り出し、そこに、バックル125の挿入部126及びピン129を挿入させる挿入溝122が形成されている。そして、支持ブラケット112の位置には、バックル125と同様に顎部123及び押圧突片124が形成されている。
そして、可動クランプ82の揺動端にピン結合されたバックル120の顎部123がベアリング90に掛けられて、図示するクランプ状態でロックされるよう構成されている。
図11に示す第1チューブ保持具2のクランプ状態では、固定クランプボディ83の保持溝98と可動クランプボディ110の閉塞部114とは、上下に重ねられたチューブ7,8を扁平させてチューブ管内を閉塞するだけの隙間があけられるよう構成されている。
そして、第1チューブ保持具1と第2チューブ保持具2とは、図13に示すように、ローター片31(32)の保持溝33a,33aと、固定クランプ81の保持溝98先端における可動クランプ82の閉塞部114との2箇所の閉塞部が、僅かな隙間が空けられている。図13は、第1チューブ保持具1及び第2チューブ保持具2を図1のC方向から示した正面図である。
従って、クランプローター30では、チューブ7,8の中心軸の中間点(両チューブ7,8の接触線)を中心に対称的にチューブ7,8が押し潰されるのに対し、固定クランプボディ83の保持溝98側では、その保持溝98の底面側にチューブ7,8が偏って押し潰されるよう構成されている。
そこで、次に切断機構について説明する。前述したような第1チューブ保持具1と第2チューブ保持具2との間には、ウェハ6を保持して上下させるウェハホルダが配置されている。ここに、図14及び図15は、ウェハ6を保持するためのウェハホルダを示した斜視図である。特に、図14は、第1チューブ保持具1側から見た図であり、図15は、第2チューブ保持具2側から見た図である。
ウェハホルダ140は、第2チューブ保持具2のガイドロッド91に対して揺動支持されるものであり、そのガイドロッド91にはめ込まれる揺動管142を備えたベース板141に、固定板143及び開閉板145とが両面に設けられている。固定板143はベース板141に対して第1チューブ保持具1側に固定され、両板の間にはウェハ6が通る不図示の溝が形成されている。固定板143には、2箇所において上方に突き出し、ウェハ6の上方へのズレを防止する返しを備えたズレ止め143a,143bが形成されている。
また、ベース板141には、ウェハ6を固定板143側に押し付けて位置決めするための位置決用板バネ147a,147b,147cが設けられ、最後尾の板バネ147aに重なるように後退防止用板バネ148が設けられている。位置決用板バネ147a,147b,147cは、ウェハホルダ140内に装填されたウェハ6の高さのほぼ中間で前後3箇所を押さえるように配置され、後退防止用板バネ148は、通り過ぎたウェハ6の退路を断つための返シ148aが形成されている。
そこで、ウェハホルダ140は、揺動管142の端面142A、位置決用板バネ147cが取り付けられた取付ブロック151の端面151A、そして先端部に固定された摺動管152の端面152Aが同一平面上に形成されている。
また、ウェハホルダ140には、これら端面142A,151A,152A側には、ベース板141に固定された軸にローラベアリング155が軸支されている。図示しないが、ウェハホルダ140は、このローラベアリング155が固定クランプボディ83(図10参照)内に進入し、駆動カム92に形成された切断用カム面94における偏心カム面94aの頂部に載せられた状態で取り付けられる。
送りコマ161は、先端部にウェハ6の厚さ分の段差による爪部161aが形成され、スライダ162と一体に形成されている。スライダ162は、ベース210上に固定された支持壁181,182間に掛け渡して固定されたガイドロッド171に摺動支持されている。
雄ネジ172には、支持壁182側端部に伝達ギヤ173が固定されている。そして、支持壁182には、外側からステッピングモータ5が固定され、その支持壁182を貫いたモータ軸に固定された駆動ギヤ174と、伝達ギヤ173とが噛み合っている。
また、ガイドロッド171には、スライダ162のオーバーランを防止するストッパ175,176が、それぞれ支持壁181,182に当てられて嵌合されている。
そして、スライダ162から突設された支持アーム168の先端が、この操作ロッド191の後端部に横から当てられ、その支持アーム168先端のピン169が、操作ロッド191に軽くはめ込まれている。
従って、プランジャ104がスプリング105の付勢力に抗して下方に押し下げられると、マグネット106の移動が不図示のセンサによって検出され、その信号が制御側へと送られる。
バックル120は、バックル125と一体的に形成されているため、把持板121(図12参照)を持って操作することによって、両方の可動クランプ12,82を一緒に閉じることができる。そして、可動クランプ12,82が固定クランプ11,81に重ねられた状態(図9及び図11参照)でバックル120を回転させれば、顎部123,127が固定クランプ11,81のベアリング28,90に引っかけられてロック状態になる。
先ず、使用者がバックル120,125をロックさせると、バックル120の押圧突片124が、図11に示すリミットスイッチ201をONさせる。そこで、このリミットスイッチ201のON信号と、先にプランジャ104の移動によって検出された検出信号とが比較され、チューブ7,8の有無が確認される。
従って、制御側では、チューブ7,8がセットされていない状態でリミットスイッチ201のON信号が入力されたならば、チューブのセット不良或いはチューブ無しであるため、そのことを確認して音声などによって使用者に知らせる。一方、チューブ7,8がセットされた状態でリミットスイッチ201のON信号が入力されたならば、次のチューブ接続開始の信号を待つ。
そのため、リミットスイッチ201のON信号によって、図10に示すソレノイド202が通電され、プランジャ203が上昇する。これにより、図11に示す状態で、押圧突片124の開方向への軌道上にプランジャ203が飛び出し、バックル120自体の回動を不能とし、その結果、可動クランプ12,82の開きが防止される。
このとき、第1チューブ保持具1側では、図9に示すように可動クランプ12側に進入した位置決突起21によって板バネ71が押し退けられる。そのため、位置決突起21の押圧力によって板バネ71が撓められて変形し、その変形によって係合片72が後退して、クランプローター30のロック溝37bから外される。
ウェハ6は、一回のチューブ接続毎に一枚が使用され、先に使用された使用済みウェハ6は、ウェハホルダ140(図1参照)内に残されたままとなっているからである。そのため、スタートスイッチが入力されれると、先ず次の動作によってウェハ6の交換が行われる(図1及び図2参照)。
そこで、X方向に送られた送りコマ161は、先端の爪部161aがウェハ6の後端を引っかけて前方へ押し出し、ウェハカセット160からは一枚のウェハ6だけが抜き取られる。送りコマ161によって押し出されたウェハ6は、起立した状態のままX方向へ進み、ウェハホルダ140内の溝へと送られる。
X方向へとレール192上をスライドした操作ロッド195は、その先端が第2チューブ保持具の固定クランプ81とウェハホルダ140との間へと進入する。そして、操作ロッド195は、スライダ162によって送りコマ161の移動と同期しているため、ウェハ6がウェハホルダ140へ挿入されるのに合わせて、当該ウェハホルダ140の開閉を行う。
従って、ウェハ6は、この開閉板143の開動作に合わせてウェハホルダ140内に送り込まれ、その後ウェハ6が定位置に配置されるまで開状態が維持されることとなる。
そこで、マーカ167が送りコマ161と一体になってX方向へ移動し、それが送り検出センサ186によって検出されると、その送り検出センサ186からの検出信号が制御側に送られ、ステッピングモータ5には逆回転の駆動制御が行われる。
そして、図2に示す位置まで戻ったところで、待機検出センサ185がマーカ166を検出し、その検出信号が制御側に送られてステッピングモータ5の回転停止が制御される。
このようにスライダ162等の移動位置は、待機検出センサ185及び送り検出センサ186によって検出され、制御される。その移動位置は、制御基板183に固定されたセンサ185,186に対し、マーカ166,167の傾きを変えることによって、ウェハ6の定位置やスライダ162等の待機位置の微調整を行うことができる。
一方、ウェハホルダ140には使用済みウェハ6が装填されたままとなっているが、当該使用済みウェハ6も位置決用板バネ147a,147b,147cによって固定板143へ押さえつけられている。そのため、厚さが数百μmと薄いウェハ6,6同士でも必ず端面同士が重なり合い、使用済みウェハ6が新しいウェハ6によってウェハホルダ140から押し出され、ウェハ6の交換が確実に行われる。
そして、前述したようにスライダ162とともに操作ロッド195が後退すると、開閉板145は、その押さえ込みから解放されて不図示の付勢部材によって閉状態となる。そのため、開閉板145に設けられた電極146a,146bがウェハ6の抵抗体端子に接触し、通電された抵抗体が加熱してウェハ6の昇温(約300℃)が行われる。
そこで、ステッピングモータ4の起動によって、その回転出力がモータ軸4aに固定された駆動ギヤ96から減速ギヤ95へ伝達され、その減速ギヤ95と一体に形成された駆動カム92に回転が与えられる。そして、駆動カム92が回転すれば、ローラベアリング155が載せられた切断用カム94の頂部の高さが変化する。その場合、ウェハホルダ140は、駆動カム92によって押し上げられて上昇し、また駆動カム92に従って下降することとなる。
そして、前述したように駆動カム92が回転することによって、ウェハホルダ140は、揺動管142を中心にした上方への揺動動作が行われる。その際、各端面142A,151A,152Aが、固定クランプボディの側壁85(図10参照)を摺動するため、ウェハホルダ140がぶれることはなく、ウェハ6がチューブ7,8に対して直交方向に移動することとなる。なお、基準面である側壁85には、各端面142A,151A,152Aの摺動領域に摺動抵抗を抑えるためのスライドテープ(不図示)が貼られているため、ウェハホルダ140の揺動動作は円滑に行われる。
加熱されたウェハ6は、その切断辺(上辺)がチューブ7,8に対して下方から当てられ、揺動するウェハホルダ140によってチューブ7,8に対して斜めにスライドするように切り進められる。従って、チューブ7,8を切断するウェハ6の切断辺の当接部分が切断する過程でずれるため、ウェハ6における切断部分の熱量が保たれる。
固定クランプ11,81に可動クランプ12,82が重ねられると、チューブガイド40,100(図1参照)に支持されたチューブ7,8は、第1チューブ保持具1では、クランプローター30の閉塞部33b,33b(図3参照)によって、また第2チューブ保持具2では、固定クランプボディ83の保持溝98(図10)と可動クランプボディ110の閉塞部114(図12参照)とによって、図13に示すようにクランプされる。従って、第1チューブ保持具1及び第2チューブ保持具2の間には、円筒形状のチューブ7,8が扁平形状になって管内が密着した部分が現れる。当該部分がウェハ6によって切断され、また接続される部分である。
チューブ切断時、チューブ7,8の切断部分は樹脂が溶融又は軟化した高温の状態であるため、その切断面がウェハ6に気密に接触しているため、続いて行われるチューブ切断面の接続までの間、チューブ7,8内部が大気に触れることなく無菌状態が維持される。
そこで、ウェハ6が十分上昇したところでステッピングモータ4の駆動は停止し、続くステッピングモータ3(図2参照)の駆動によってクランプローター30に回転が与えられる。ステッピングモータ3の回転は、図9に示すように、そのモータ軸3aの駆動ギヤ61からアクセスギヤ62及びドライブギヤ63を介してクランプローター30へと伝達される。そこで、クランプローター30は、ローター片31,32が図9に示す1個の回転体となって回転する。
クランプローター30は、ステッピングモータ3によってローター片31,32が固定クランプ11と可動クランプ12とで入れ替わるように180゜の回転が与えられる。従って、図19に示す場合と同様に上下に重ねてクランプされた2本のチューブ7a,8aは、その位置が上下反転することとなる。
チューブ7a,8aは、その回転軸上に接触面が重ねられるようにクランプされているため、クランプローター30が反転してローター片31,32の位置が入れ替わったときには、当該接触面は回転軸上に位置し、チューブ7a,8aの切断面は反転前の位置に正確に重ねられることとなる。
クランプローター30の回転前は、図17(a)に示すように、チューブ7a,8aが上下に重ねられ、ガイド爪42,42によって両側から挟み込まれている。そして、クランプローター30に伴ってチューブ7a,8aも回転し、クランプローター30が90゜回転したところでチューブ7a,8aの配置が図17(b)に示すように横向きになり、更に90゜回転したところでチューブ7a,8a(かっこ)が上下反転して、図17(a)に示すように上下に配置される。
このように、チューブ7a,8aが上下入れ替わる途中、2本のチューブ7a,8aの横幅は回転に伴って広がるが、チューブガイド40は、チューブ7a,8aの幅方向の広がりによってスプリング43,43(図7参照)が縮められてガイド爪42,42が外側へ押し広げられる。
従って、チューブガイド40は、チューブ7a,8aを上下に確実に保持するとともに、チューブ反転時には外側に逃げて、反転動作を円滑に行わせる。
その際、先ずクランプローター30を反転させたステッピングモータ3が停止し、続いて再度ステッピングモータ4が起動する。そのため、駆動カム92(図10参照)が回転し、ローラベアリング155(図15参照)が載せられた切断用カム94の頂部の高さが下がり、それに従ってウェハホルダ140は下降する。よって、ウェハ6も下降してチューブ7,8から抜き取られる。その際、ウェハ6と溶融したチューブ切断面との接触抵抗が大きいため、ウェハ6がウェハホルダ140から抜けないようにズレ止め143a,143bによって引っかけられて、ウェハ6の抜けが防止されている。
第1チューブ保持具1は、スプリング131によって常時付勢され(図1参照)、押圧アーム24のローラベアリング25(図6参照)が、駆動カム92のスライド用カム93(図10参照)に当接されている。そのため、駆動カム92の回転によってウェハホルダ140が上昇した段階では、ローラベアリング25はスライド用カム93の平面部分を転動し、第1チューブ保持具1は第2チューブ保持具2との間隔が一定に保たれている。そして、ウェハ6がチューブ7,8から抜き取られるタイミングで、ローラベアリング25がスライド用カム93の傾斜したスライドカム面93aに入り込んで転動する。
よって、第1チューブ保持具1は、スライド用カム93における平面部分とスライドカム面93aとの差分だけ第2チューブ保持具2へと寄せられることとなるが、その量は僅かである。これは、チューブ7,8の切断代分(約ウェハ6の厚さ分)だけ移動させて、チューブの切断面同士を押し当てるからである。
そして、切断されて反転したチューブ7,8は、その切断面同士が押し当てられることによって溶着接続され、図20に示すように、交互に入れ替えられた2本のチューブ9,10が形成される。
そこで、使用者は、バックル120,125を外し、可動クランプ12,82を開いてチューブ9,10の取り出しを行う。
寄せられた第1チューブ保持具1は、次のチューブ接続動作が行われるまでそのままの位置にとどまっており、スイッチが入れられると、第2チューブ保持具2の固定クランプ81に設けられたプランジャ104(図11参照)によってチューブが無いことが検出され、その検出によってステッピングモータ−4が起動して、駆動カム92の回転を調節し、第1チューブ保持具1の位置を第2チューブ保持具2から離す。
先ず、使用者がバックル125を外すと、その押圧突片128が回動してクランク板66が解放され、そのクランク板66を介してスライドが制限されていたスライド板65のスライドが可能となる。そのため、スプリング67の付勢力によってスライド板65がクランプローター30側へスライドし、その係合部65pがロック溝37aへと入り込む。
一方、図1に示すように可動クランプ12を開けると、その可動クランプ12内に入り込んでいた位置決突起21が相対的に外れる。そのため、板バネ71がフリーになり、その弾性によって係合片72が押し出されてクランプローター30のロック溝37bへと入り込む。
よって、可動クランプ12が開けられると、ローター片31,32がチューブ反転した際の状態のままでロックされる。
よって、クランプローター30の回転によって、チューブの反転が正確に行われ、入れ替えられたチューブ切断面同士の確実な接続が保証される。
また、固定クランプ11に設けられたロック手段は、バックル125のロック及びロック解除の操作に伴ってスライド板65の係合部65pがロック溝37aへと入り込み、また退避するため、やはり図1に示すように使用者が触れることが可能な状態の場合、ローター片31,32は確実にロックされる。
また、これらロック手段は、ローター片31,32のロック溝37a,37bと、そこに入り込むロック手段の係合部65p及び係合片72等によって、ローター片31,32を図9に示すクランプローター30の反転前及び反転後の対称となる状態で一義的に位置決めすることができる。
更に、そのロック溝37a,37bは内壁面がほぼ平行な面をなし、一方の係合部65p及び係合片72はその間に入り込む四角形状突片をなしているため、容易に外れることはない。
そのため、ローター片31,32のズレが防止され、重ね合わされた時に正確なクランプローター30が構成されるようになり、チューブの接続不良が回避される。また、チューブ7,8は、第1チューブ保持具1では、クランプローター30の閉塞部33b,33b(図3参照)によって、また第2チューブ保持具2では、固定クランプボディ83の保持溝98(図10)と可動クランプボディ110の閉塞部114(図12参照)とによって確実にクランプされて管内が閉塞される。これによって、切断したチューブからの液漏れが防止される。
また、ガイド爪101,101先端部には、内側に突起101a,101aが形成されチューブの抜けが防止される。
更に、このときプランジャ104が突出する保持溝103の底面を平面としたので、その底面に当てられたチューブ7,8の接触面が小さく、チューブ7,8に発生する弾性力が当該接触面に強く作用する。そのため、その接触面部分に突出されたプランジャ104をチューブ7,8の弾性力によって確実に押し下げることができる。
また、本実施の形態のチューブ接続装置によれば、クランプローター30が回転する第1チューブ保持具1側のチューブガイド40を、ガイド爪42,42がスライドするように形成したので、チューブ7a,8aを上下に確実に保持するとともに、チューブ反転時には外側に逃げて、反転動作を円滑に行わせることができる。
例えば、前記実施の形態では、ローター片31,32にロック溝37a,37b,37a,37bを設け、これに係合部65p及び係合片72をはめ込むことによって位置決めしてロックさせるようにしたが、単にローター片31,32のローターギヤ36,36に係合部65p及び係合片72に替わるものをはめ込むようにしてもよい。
また、例えば、固定クランプ11側のロック手段をスライド式とし、可動クランプ12側のロック手段には板バネを利用したものとしたが、これらは逆であってもよく、更には他の方法によるものであってもよい。
また、例えば、固定クランプ11,81と可動クランプ12,82とを正確な位置で重ね合わせつための位置決突起21,89は可動クランプ12,82側に設けるようにしてもよい。
2 第2チューブ保持具
11,81 固定クランプ
12,82 可動クランプ
30 クランプローター
31,32 ローター片
Claims (6)
- 複数の可撓性のチューブを一対の保持部材を備えた第1チューブ保持具及び第2チューブ保持具によって保持し、前記第1チューブ保持具及び第2チューブ保持具との間を移動する加熱した切断板によって加熱溶融して切断した後、異なるチューブ切断面同士を溶着して接続するチューブ接続装置において、
チューブの有無を検出する検出手段を有し、
前記検出手段は、付勢部材の付勢力を受けて突出するプランジャと、そのプランジャの位置を検出するセンサとを有し、保持されたチューブの弾性力によってプランジャを付勢部材の付勢力に抗して後退させ、後退したプランジャの位置を前記センサで検出するように構成されており、
前記プランジャは、一方又は両方のチューブ保持具に設けられ、プランジャが突出する面が平面であることを特徴とするチューブ接続装置。 - 請求項1に記載のチューブ接続装置において、
前記一対の保持部材は、チューブを保持するために溝を有し、溝の一端には保持されたチューブを平坦化し閉塞させるための閉塞部材が設けられており、前記プランジャは、前記溝内に設けられ、前記閉塞部材によるチューブの閉塞位置が、チューブの中心より前記プランジャが設けられた方向に偏っていることを特徴とするチューブ接続装置。 - 請求項1又は請求項2に記載のチューブ接続装置において、
前記第1チューブ保持具及び・又は第2チューブ保持具は、前記保持部材の一方に設けられた位置決穴と、前記保持部材の他方に設けられ、前記位置決穴に嵌合可能な位置決突起とを有し、前記位置決穴に前記位置決突起が嵌合することにより重ね合わせた一対の保持部材の位置決めを行うことを特徴とするチューブ接続装置。 - 請求項1から請求項3に記載するいずれか1つのチューブ接続装置において、
前記第1チューブ保持具及び・又は第2チューブ保持具に設けられ、前記チューブを並べて配置させる支持手段を有することを特徴とするチューブ接続装置。 - 請求項4に記載のチューブ接続装置において、
前記支持手段は、前記チューブを挟み込む二股に突き出た支持爪にチューブの抜けを防止するための突起が形成されたことを特徴とするチューブ接続装置。 - 請求項4に記載のチューブ接続装置において、
前記支持手段は、前記チューブを挟み込む一対の支持爪が付勢部材によって互いに向かい合う方向に付勢され、クランプ部材に保持されてチューブが回転する際に、前記一対の支持爪が、付勢部材の付勢力に抗して回転するチューブの動きによって可動することを特徴とするチューブ接続装置。
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