JP5927136B2 - 定量分注装置 - Google Patents

Description

本発明は、液状体を等量に分流して注入する分注装置に関し、より詳しくは、底面に上広下狭の円錐状突出部１２が形成された上盤１１及び上面に上広下狭の円錐状凹部２２が形成された下盤２１が、液状体を圧送するシリンダ３０に連結され、突出部１２と凹部２２との間の空間と外部を連通する多数の通孔２３が形成され、シリンダ３０から圧送された液状体が多数の通孔２３に定量分流されるようにしたものである。

各種の試薬及び薬剤の多点等量点滴、常用薬剤の包装、真空採血管内への試薬注入、及びその他の液状体の混合及び配分等に用いられる分注装置とは、辞書による意味と同じように、液体または半固状の液状体を多数の箇所に同一の量に分割して注入する装置を意味する。

図１は、従来の分注装置の作動方式を示した模式図であり、同図の左側図面は、多数のピペット等の注入手段を単純に組み合わせた形態の分注装置であり、右側図面は、単一の積載容器に多数の噴出口が形成された形態の分注装置を示している。

図１において、左側の分注装置は、組み合わせられたそれぞれの注入手段が独立して駆動されるため、全体の構成が複雑であるだけでなく、効率性及び便宜性が低く、右側の分注装置は、全体構成が簡素であり、作動上、効率性を確保することはできるものの、容器に積載された液状体の表面を均一に加圧しても、多数の噴出口から同じ量の液状体が噴出されないという問題点があった。

図１の右側図面の分注装置において、噴出口を等間隔で配置するとしても、周辺の噴出口間の干渉現象及び容器壁体による影響等により、噴出口別の噴出量に差が生じ、特に、容器中心部の噴出口と外郭部の噴出口との間の噴出量の差が大きくなる問題が生じる。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、液状体を分流して注入する分注装置において、分注対象の液状体を圧送するシリンダ３０の先端には、底面に上広下狭の円錐状突出部１２が形成され、中心部を貫通する流入孔１３が形成された上盤１１が連結され、シリンダ３０から圧送された液状体が流入孔１３に流入され、前記上盤１１の下端には、上面に上広下狭の円錐状凹部２２が形成される、凹部２２の上端内径は、前記上盤１１の突出部１２の上端外径以上に形成された下盤２１が結合され、突出部１２と凹部２２との間の空間と外部を連通する多数の通孔２３が放射状に形成され、前記通孔２３と同数のノズル２４が形成され、上盤１１の流入孔１３に圧送された液体状が、上盤１１の突出部１２の外周面と下盤２１の凹部２２の内周面との間の空間に拡散された後、通孔２３を通ってノズル２４から噴出されることを特徴とする定量分注装置である。

また、前記シリンダ３０と上盤１１との間には三方弁４０が結合され、三方弁４０には、液状体を供給する供給管４５が連結され、シリンダ３０と供給管４５を連結する三方弁４０内の流路が開放された状態で、シリンダ３０内のピストン３１が上昇することにより、液状体が供給管４５からシリンダ３０に流入され、シリンダ３０と上盤１１を連結する三方弁４０内の流路が開放された状態で、シリンダ３０内のピストン３１が下降することにより、上盤１１の流入孔１３に液状体が注入されることを特徴とする定量分注装置である。

本発明によると、液状体の分注装置の精密度を画期的に向上させることができる上、特に、高粘性液体または半固状の液状体に対する分注精密度を高めることができる。

また、上盤１１及び下盤１２の多段組合せによって、最終の分注ノズル２４の数を自由に増減し、これにより、分注作業の効率性及び関連工程の単位時間当たりの生産性を向上させることができる。

従来の分注装置の作動方式を示す模式図である。 本発明の斜視図である。 本発明の分解斜視図である。 本発明の要部を示す部分抜粋切断分解斜視図である。 本発明の要部を示す部分抜粋底面斜視図である。 本発明のシリンダを示す部分抜粋切断斜視図である。 本発明の作動状態を示す代表断面図である。 本発明の要部を示す部分抜粋代表断面図である。 上盤にノズルが形成された本発明の一実施例の要部を示す部分抜粋斜視図である。 本発明の多段型の実施例を示す斜視図である。 図１０に示した実施例の２次分注用の上盤及び下盤を示す部分切断分解斜視図である。 図１０に示した実施例の２次分注部を示す部分抜粋切断分解斜視図である。

以下、本発明の詳細な構成及び作動方式について添付した図面に基づき詳細に説明する。

先ず、図２は、本発明の外観を示す斜視図であり、図示のように、本発明は、分注対象の液状体を圧送するシリンダ３０と、シリンダ３０と連結され、実質的な分注を行う上盤１１及び下盤２１とを、主な構成要素として構成される。

図３乃至図５に示すように、上盤１１の底面には、上広下狭の円錐状突出部１２が形成され、中心部を貫通する流入孔１３が形成され、下盤２１の上面には、上広下狭の円錐状凹部２２が形成されるが、凹部２２の上端内径は、前記上盤１１の突出部１２の上端外径以上に形成される。

また、図４及び図５に示すように、凹部２２の上端の外郭部には、下盤２１を上下に貫通する多数の通孔２３が放射状、等間隔で形成され、下盤２１の底面には、前記通孔２３と同数のノズル２４が形成され、上盤１１の流入孔１３に圧送された液状体が、上盤１１の突出部１２の外周面と下盤２１の凹部２２の内周面との間の空間に拡散された後、通孔２３を通ってノズル２４から噴出される構造を有する。

本発明において、分注対象の液状体は、シリンダ３０を介して圧送され、シリンダ３０は、図６に示すように、内蔵されたピストン３１が乗降することにより、先端の流出口から液状体を吸入または圧送するようになる。

図示の実施例において、ピストン３１の駆動は、螺旋軸が結合されるアクチュエータ９３によって行われ、アクチュエータ９３は、本体フレーム９１の上端に設置された駆動モータ９２によって伸縮し、このような電動アクチュエータ９３以外に、空圧または油圧で作動する伸縮手段等の多様な形態の駆動手段を採用することができる。これは、当業者が選択適用可能な事項であり、保護範囲を限定するものではない。

一方、図示の実施例では、下盤２１と駆動モータ９２のみが本体フレーム９１に固定されているものの、上盤１１またはシリンダ３０等のその他の構成要素も、本体フレーム９１に固定されてもよく、このような固定方式も、当業者が選択適用可能な事項であり、保護範囲を限定するものではない。

図２及び図３に示すように、本発明では、シリンダ３０と上盤１１との間に三方弁４０が結合され、三方弁４０には、液状体を供給する供給管４５が連結され、供給管４５には、ホッパー９５等を連結し、液状体を多量積載した状態で、持続的な供給が可能にする。

図７は、本発明の作動方式を説明する代表断面図であり、図示のように、シリンダ３０と供給管４５を連結する三方弁４０内の流路が開放された状態で、シリンダ３０内のピストン３１が上昇することにより、液状体が供給管４５からシリンダ３０に流入され、シリンダ３０と上盤１１を連結する三方弁４０内の流路が開放された状態で、シリンダ３０内のピストン３１が下降することにより、上盤１１の流入孔１３に液状体が注入するようになる。

流入孔１３から上盤１１及び下盤２１に圧送された分注対象の液状体は、図８に示すように、上盤１１の突出部１２の外周面と下盤２１の凹部２２の内周面との間の空間に拡散された後、通孔２３を通ってノズル２４から噴出され、上盤１１の突出部１２及び下盤２１の凹部２２間の円錐状空間の下端の中心に集中して圧送、流入された液状体は、圧送状態が継続されていることにより、圧力の偏差無しに、均一な液位を維持しながら上昇、拡散され、結果として、凹部２２の外郭の通孔２３に同一の時点に到達することは勿論、通孔２３内に同一の流量が流入されるので、ノズル２４から分注される液状体は、ノズル２４別に同量となる。

一方、図９は、上盤に通孔２３及びノズル２４が形成された実施例を示すものであり、この場合、同図下端の断面図に示したように、上盤１１の上面に形成されたノズル２４から分注対象の液状体が噴出し、ノズル２４にゴム管または合成樹脂管等の可撓性の噴出管１９を連結することにより、噴出方向を調節することができる。

図１０乃至図１２は、本発明において、上盤１１及び下盤２１等の分注手段を多段に構成することにより、分注効率を向上させることは勿論、最終の噴出ノズル２４の配置も自由に変形することができるようにしたものである。

すなわち、図１０に示すように、１次分注を実施する下盤２１の下部に、多数の２次分注用の上・下盤組合体を配置し、１次分注用の下盤２１のノズル２４と２次分注用の上・下盤組合体を連結管９７で連結して、２次にわたった段階的な分注が行われるようにしたものである。

ここで、連結管９７は、ゴム管または合成樹脂管等の可撓性の管体で構成することにより、２次分注用の上・下盤組合体を自由に配置することができる。

図５及び図１０に示した実施例では、１次分注用の下盤２１のノズル２４を２５箇所に形成し、４箇所のノズル２４ａが形成された２次分注用の上・下盤組合体を２５個構成して、計１００個の最終の分注ノズル２４ａを構築している。

２次分注用の上・下盤組合体は、図１１に示すように、１次分注用の上盤１１及び下盤２１と同様に、上盤１１ａ及び下盤２１ａに突出部１２ａ及び凹部２２ａがそれぞれ形成され、突出部１２ａ及び凹部２２ａにそれぞれ流入孔１３ａ及び４箇所の通孔２３ａがそれぞれ形成され、１次分注された液状体が流入孔１３ａに圧送された後、突出部１２ａ及び凹部２２ａ間の離隔空間と通孔２３ａを経由して、ノズル２４ａから噴出される構造を有する。

図１２は、図１０に示した実施例の２次分注部の設置構造を例示したものであり、図示の実施例では、多数の２次分注用の上・下盤組合体を格子状に密着配置し、本体フレーム９１に固定された多孔状トレー９８に積載しているものの、このような２次分注部の設置方式は、当業者の適宜選択による多様な変形が可能である。

以上に説明したように、本発明によれば、単一のシリンダ３０を１回だけ作動させることで、多数の容器に同一の定量の液状体を同時に注入することができる。

１１ 上盤
１２ 突出部
１３ 流入孔
１９ 噴出管
２１ 下盤
２２ 凹部
２３ 通孔
２４ ノズル
３０ シリンダ
３１ ピストン
４０ 三方弁
４５ 供給管
９１ 本体フレーム
９２ 駆動モータ
９３ アクチュエータ
９５ ホッパー
９７ 連結管
９８ トレー

Claims (2)

1. 液状体を分流して注入する分注装置において、
   分注対象の液状体を圧送するシリンダ（３０）の先端には、底面に上広下狭の円錐状突
   出部（１２）が形成され、中心部を貫通する流入孔（１３）が形成された上盤（１１）が
   連結され、シリンダ（３０）から圧送された液状体が流入孔（１３）に流入され、
   前記上盤（１１）の下端には、上面に上広下狭の円錐状凹部（２２）が形成され、凹部
   （２２）の上端内径は、前記上盤（１１）の突出部（１２）の上端外径以上に形成されて
   いる下盤（２１）が結合され、
   突出部（１２）と凹部（２２）との間の空間と外部を連通する多数の通孔（２３）が上盤（１１）の外郭部又は下盤（２１）の外郭部に沿って等間隔で形成され、前記通孔（２３）と同じ数のノズル（２４）が形成され、上盤（１１）の流入孔（１３）に圧送された液体状が、上盤（１１）の突出部（１２）の外周面と下盤（２１）の凹部（２２）の内周面との間の空間に拡散された後、通孔（２３）を通ってノズル（２４）から噴出されることを特徴とする定量分注装置。
2. シリンダ（３０）と上盤（１１）との間には三方弁（４０）が結合され、三方弁（４０
   ）には、液状体を供給する供給管（４５）が連結され、シリンダ（３０）と供給管（４５
   ）を連結する三方弁（４０）内の流路が開放された状態で、シリンダ（３０）内のピスト
   ン（３１）が上昇することにより、液状体が供給管（４５）からシリンダ（３０）に流入
   され、シリンダ（３０）と上盤（１１）を連結する三方弁（４０）内の流路が開放された
   状態で、シリンダ（３０）内のピストン（３１）が下降することにより、上盤（１１）の
   流入孔（１３）に液状体が注入されることを特徴とする請求項１に記載の定量分注装置。