JP4754851B2

JP4754851B2 - 振盪装置

Info

Publication number: JP4754851B2
Application number: JP2005065317A
Authority: JP
Inventors: 宗貴市川
Original assignee: Hitachi Aloka Medical Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2005-03-09
Filing date: 2005-03-09
Publication date: 2011-08-24
Anticipated expiration: 2025-03-09
Also published as: JP2006246742A

Description

本発明は、医療分野等において被検体を収容した試験管等を振り動かすように構成された振盪装置に関する。

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、遺伝子診断の染色あるいは脱色、寒天培養のような液体や粉体の攪拌混合においては、被検体を収容した試験管やビーカー等を振り動かすことによって行われる。この場合、試験管等を機械的に振り動かすために振盪装置が使用される。

振盪装置としてはシーソ式、振動式、旋回式、上下動式あるいは往復動式等があり、被検体容器を振盪テーブル上に載置し、該振盪テーブルを所望の振盪量で振り動かす。いずれの方式の場合も振盪効果は、振盪周波数、振盪振幅および振盪時間等のパラメータにより変化し、作業目的に応じて最適なパラメータ条件を設定する必要がある。

特開平９−３０８８２０号公報

この種の振盪装置では主にカムもしくはカム機構を用いて動作するように構成され、たとえば旋回式のものでもモータ等によってカムを回転駆動する。この場合、振盪振幅はカム寸法によって決定されてしまう。このため振盪振幅を変えたい場合、装置を一旦停止させてカムを交換する必要があった。また、振盪振幅を調整可能な機構であっても、その構成部品に複雑な加工を施し、あるいは構成が複雑化せざるを得なかった。さらに、装置の作動中に任意に振盪振幅を変更するのは実質的に困難であった。

なお、特許文献１に記載の振盪器では、振盪振幅を連続可変可能ではあるが、構成部品に複雑な加工を施す必要があった。

本発明はかかる実情に鑑み、簡素な構成でありながら有効かつ効果的に振盪振幅を調整可能な振盪装置を提供することを目的とする。

本発明の振盪装置は、一端部が支点板の一側で駆動軸線のまわりに回動するとともに、他端部が前記支点板の他側で前記駆動軸線のまわりに追従回動する相互に平行配置された一対のトルクシャフトと、前記トルクシャフトの他端部に結合し、振盪運動可能に支持された振盪プレートと、前記支点板をその一側および他側間で往復動可能に支持するスライド機構とを備え、前記スライド機構は、前記振盪プレートの振盪面に直交配置されたリニアガイドと、前記支点板と係合して前記リニアガイドに沿って往復動させる支点板駆動手段とを有し、前記スライド機構による前記支点板の往復動により、前記振盪プレートの振盪振幅を調整し得るようにしたことを特徴とする。

また、本発明の振盪装置において、前記支点板駆動手段は、前記リニアガイドと平行配置されるとともに、前記支点板と螺合する送りネジにより構成され、該送りネジの回転で前記支点板を往復動させることを特徴とする。

また、本発明の振盪装置において、前記トルクシャフトの一端部を回動駆動する駆動モータと、前記送りネジを回転駆動する駆動モータを備え、装置動作中にこれらの駆動モータの出力を制御して前記振盪プレートの振盪回転数および振盪振幅を可変調整するようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、駆動モータにより回動板が回転駆動され、トルクシャフトの下端部が所定の回転半径で回動する。トルクシャフトの下端部が回動することでその上端部は、支点板を支点にして駆動軸線のまわりを回動する。このように一対のトルクシャフトが同期して回動することで、これらに結合する振盪プレートが振盪運動する。

この場合、支点板の上下動によりトルクシャフトの傾斜角度が変化し、支点板を支点にして駆動軸線のまわりを回動するトルクシャフトの上端部の回転半径が変化する。これにより振盪プレートの振盪振幅を連続して可変調整することができる。

以下、図面に基づき、本発明による振盪装置の好適な実施の形態を説明する。
図１は、この実施形態における振盪装置１０の概略構成を示している。なお、図２はその側面図、図３は平面図、図４は底面図である。この実施形態において、たとえば血液検査等で血液等の被検体を収容した試験管等を振り動かすべく、該試験管を後述する振盪プレート上に載置するものとする。この例では、振盪装置１０の上部で振盪プレート１１を支持する。

フレーム１２の頂部には複数（この例では３つ）の受け駒１３が配設され、振盪プレート１１はこれらの受け駒１３上にスライド可能に支持される。なお、ここでフレーム１２は、左右の側板１２ａ、背板１２ｂおよび底板１２ｃにより概略箱型を呈し、ベース枠体１４上に搭載支持される。振盪装置１０全体はベース枠体１４を介して、所望の設置場所に設置されるようになっている。

振盪プレート１１は、略上下方向に配置された一対のトルクシャフト１５によって振盪駆動される。トルクシャフト１５は相互に平行に所定距離だけ隔置されており、その下端部が支点板１６の下方で駆動軸線１７のまわりに回動するとともに、上端部が支点板１６の上方で駆動軸線１７のまわりに追従回動する。

底板１２ｃ上には各駆動軸線１７と同心に回動板１８が回転自在に配設されている。トルクシャフト１５の下端部は図５（あるいは図６）等に示されるように、駆動軸線１７の軸心から半径ｒ₁（図９参照）の位置に偏心して、自在軸受１９を介して回動板１８と結合する。この場合、トルクシャフト１５の下端部は自在軸受１９とピッタリと嵌合するが、その軸方向には嵌合状態を維持しながら移動し得るように結合する。

ここで、支点板１６は後述するスライド機構によって、その上側および下側間で、すなわちこの例では上下方向に往復動可能に支持される。そして該スライド機構による支点板１６の往復動により、振盪プレート１１の振盪振幅を調整し得るようにしている。トルクシャフト１５は、支点板１６に装着された自在軸受２０に対して、相対的にスライド可能に嵌合する。自在軸受２０は常に駆動軸線１７上に位置し、すなわち支点板１６が上下動した際、その位置に保持される。

トルクシャフト１５の上端部は図５等に示されるように、自在軸受２１を介して振盪プレート１１と結合する。自在軸受２１は、振盪プレート１１に設けた支持部材２２に装着される。この場合トルクシャフト１５は自在軸受２１に対して軸方向の移動が規制され、すなわち軸方向には固定される。

支点板１６を支持するスライド機構は、振盪プレート１１の振盪面に直交配置されたリニアガイド２３と、支点板１６と係合してリニアガイド２３に沿って往復動させる支点板駆動手段とを有する。この支点板駆動手段は本実施形態では、リニアガイド２３と平行配置されるとともに、支点板１６と螺合する送りネジ２４により構成され、送りネジ２４の回転で支点板１６を往復動させることができる。

この実施形態では図５あるいは図８等を参照して、フレーム１２の背板１２ｂに沿って延設され、かつトルクシャフト１５に略対応して相互に平行に所定距離だけ隔置された一対のリニアガイド２３を持つ。支点板１６は図５に示されるように、リニアガイド２３に係合するスライダ２５を介して支持される。

送りネジ２４はフレーム１２の底板１２ｃから立設され、支点板１６の略中央部付近で螺合する。底板１２ｃには図８に示されるように、送りネジ２４を支持する軸受２６が配設され、これにより送りネジ２４は回転自在に支持される。この例では送りネジ２４の下端部付近に操作部２７が付設され、操作部２７の操作で送りネジ２４を正逆回転させることができる。

なお、送りネジ２４を駆動モータにより回転駆動することも可能である。装置フレーム（フレーム１２あるいはベース枠体１４）の適所にたとえばステッピングモータ等を搭載し、送りネジ２４と連結する。このステッピングモータを制御することで、振盪プレート１１の振盪振幅を自動で可変制御し、あるいはコンピュータプログラムにより周期的に変化させるようにしてもよい。

ここで、トルクシャフト１５の駆動系について説明する。この例では振盪装置１０の背面下部付近に駆動モータ２８が搭載され、この駆動モータ２８によりトルクシャフト１５を回動駆動するようにしている。図７および図８等に示されるように、駆動モータ２８の出力軸にはプーリ２９が固着するとともに、底板１２ｃの下面には各駆動軸線１７と同心に一対のプーリ３０が配置される。回動板１８の支軸３１は軸受３２によって軸支され、それぞれプーリ３０と結合している。

３つのプーリ２９，３０，３０には図４のようにタイミングベルト３３が装架される。これらのプーリ相互間にはアイドラ３４が配設され、タイミングベルト３３の適性テンションが確保される。このように駆動モータ２８からトルクシャフト１５に至る駆動系が構成される。

本発明の振盪装置１０は上記のように構成されており、つぎにその作用を説明する。
本発明による振盪装置１０の実使用において、たとえば血液等の被検体を収容した試験管等を振り動かすべく、図９に示したように複数の試験管を収容する収容台もしくはパレット１００が振盪プレート１１上に載置される。振盪プレート１１の振盪振幅および振盪回転数は、被検体の種類等に応じて予め決めておいてもよい。

先ず、駆動モータ２８を作動することにより、タイミングベルト３３を介して一対のプーリ３０、従って各回動板１８が回転駆動される。トルクシャフト１５の下端部は、図９のように半径ｒ₁の回転半径で回動する。トルクシャフト１５の下端部が回動することでその上端部は、支点板１６（の自在軸受２０）を支点にして駆動軸線１７のまわりを回動する。このように一対のトルクシャフト１５が同期して回動することで、これらに結合する振盪プレート１１が振盪運動する。

この場合、図９に示すように長さＬのトルクシャフト１５が、支点板１６の上下で図示のように長さＬ₁，Ｌ₂となるとき、トルクシャフト１５の上端部の回転半径ｒ₂とする。なお、トルクシャフト１５の駆動軸線１７に対する傾斜角度θとする。ここで、支点板１６の高さ位置は、送りネジ２４の回動操作により変化させることができる。送りネジ２４の回転によりこれに螺合する支点板１６は、上方または下方に付勢され、スライダ２５を介してリニアガイド２３に沿って上下動する。

たとえば支点板１６が図５のように上昇することで、Ｌ₁＞Ｌ₂となる。このときトルクシャフト１５の上端部の回転半径ｒ₂は、下端部の回転半径ｒ₁よりも小さくなる。また、トルクシャフト１５の傾斜角度θも比較的小さい。このような状態から操作部２７の操作で送りネジ２４を回転させることにより、支点板１６を図６のように下降させることで、Ｌ₁＜Ｌ₂となる。このときトルクシャフト１５の上端部の回転半径ｒ₂は、下端部の回転半径ｒ₁よりも大きくなる。このように支点板１６の上下動により振盪プレート１１の振盪振幅を可変調整することができる。なお、いずれの場合においても振盪回転数は、駆動モータ２８の出力回転数の制御により調整することができる。

ここで、たとえば図５および図６のように支点板１６を移動することで、トルクシャフト１５の傾斜角度θが変化すると、トルクシャフト１５の下端部を支持する自在軸受１９と上端部を支持する自在軸受２１との距離は、図６の場合の方が長くなる。このような場合、トルクシャフト１５の下端部は自在軸受１９に対して、軸方向には嵌合状態を維持しながら移動することができるため、かかる距離変化に有効に対応し得る。これにより装置の円滑動作が保証される。

以上、本発明を種々の実施形態とともに説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
たとえば、本発明装置を縦置きの例で説明したが、装置作動的には横置きとすることも可能である。

本発明の実施形態における振盪装置の正面図である。本発明の実施形態における振盪装置の側面図である。本発明の実施形態における振盪装置の平面図である。本発明の実施形態における振盪装置の底面図である。図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図２のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。本発明の振盪装置の作用を模式的に示す図である。

符号の説明

１０振盪装置
１１振盪プレート
１２フレーム
１４ベース枠体
１５トルクシャフト
１６支点板
１７駆動軸線
１８回動板
１９，２０，２１自在軸受
２２支持部材
２３リニアガイド
２４送りネジ
２５スライダ
２８駆動モータ
２９，３０プーリ
３３タイミングベルト

Claims

一端部が支点板の一側で駆動軸線のまわりに回動するとともに、他端部が前記支点板の他側で前記駆動軸線のまわりに追従回動する相互に平行配置された一対のトルクシャフトと、前記トルクシャフトの他端部に結合し、振盪運動可能に支持された振盪プレートと、前記支点板をその一側および他側間で往復動可能に支持するスライド機構とを備え、
前記スライド機構は、前記振盪プレートの振盪面に直交配置されたリニアガイドと、前記支点板と係合して前記リニアガイドに沿って往復動させる支点板駆動手段とを有し、
前記スライド機構による前記支点板の往復動により、前記振盪プレートの振盪振幅を調整し得るようにしたことを特徴とする振盪装置。
前記支点板駆動手段は、前記リニアガイドと平行配置されるとともに、前記支点板と螺合する送りネジにより構成され、該送りネジの回転で前記支点板を往復動させることを特徴とする請求項１に記載の振盪装置。
前記トルクシャフトの一端部を回動駆動する駆動モータと、前記送りネジを回転駆動する駆動モータを備え、装置動作中にこれらの駆動モータの出力を制御して前記振盪プレートの振盪回転数および振盪振幅を可変調整するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の振盪装置。