JP7522059B2 - シリンジ保持具および液体吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、シリンジを保持するシリンジ保持具および当該シリンジ保持具を備えた液体吐出装置に関する。

従来、液体を取り扱う検査装置では、試料容器に液体を吐出するために、ディスポーザブルタイプのシリンジを使用する場合がある。この種の検査装置は、試料容器の上方においてシリンジを保持し、シリンジのロッドを加圧することによって、シリンジから試料容器へ液体を吐出する。シリンジを保持する機能を備えた従来の装置については、例えば、特許文献１に記載されている。

特開２０１７－０７０２２３号公報

しかしながら、従来の装置では、シリンジのバレルの円筒部を、板ばね等のチャック部により挟んで保持していた。このため、装置にシリンジをセットするときに、バレルの円筒部に押圧力が加わり、バレル内の液体の一部が漏れ出してしまう場合があった。また、バレルの円筒部が、チャック部に保持されることにより変形するため、シリンジから液体を均一に吐出することが難しいという問題があった。

また、バレルの円筒部を挟んで保持するだけでは、装置のフレームに対するシリンジの位置および姿勢を、精度よく一定とすることが困難であった。特に、円筒部の変形を抑制するために、チャック部の押圧力を弱めに設定すると、装置のフレームに対するシリンジの位置および姿勢がずれやすくなる、という問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、シリンジを精度よく位置決めし、かつ、バレルの円筒部が変形することを抑制しつつ、シリンジを保持できる技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本願の第１発明は、軸方向に延びる円筒部および前記円筒部の軸方向一方側の端部から外側へ広がる鍔部を有するバレルと、前記円筒部の内側に挿入されるロッドとを有するシリンジを保持するシリンジ保持具であって、前記円筒部の一部分が挿入される第１溝と、前記鍔部が挿入される第２溝と、を有するブロックと、前記第２溝に挿入された前記鍔部を、前記軸方向に押圧する押圧部と、を備え、前記第１溝は、前記ブロックの正面側において前記軸方向に延び、かつ、前記第１溝の幅は、前記正面側から背面側へ向かうにつれて徐々に狭くなり、前記押圧部は、前記鍔部に接触する接触面と、前記接触面を、前記第２溝に挿入された前記鍔部へ向けて前記軸方向に付勢する弾性部材と、を有する。

本願の第２発明は、第１発明のシリンジ保持具であって、前記第１溝は、前記軸方向に視たときに円弧状の曲面を含む。

本願の第３発明は、第１発明または第２発明のシリンジ保持具であって、一対の前記押圧部を備え、前記ブロックを前記正面側から視たときに、一対の前記押圧部は、前記第１溝の両側に位置する。

本願の第４発明は、第１発明から第３発明までのいずれか１発明のシリンジ保持具であって、前記押圧部は、前記第２溝の軸方向他方側に位置し、前記第２溝に挿入された前記鍔部を、軸方向一方側へ向けて押圧する。

本願の第５発明は、第１発明から第４発明までのいずれか１発明のシリンジ保持具であって、前記押圧部は、ボールプランジャーである。

本願の第６発明は、液体吐出装置であって、第１発明から第５発明までのいずれか１発明のシリンジ保持具と、前記シリンジ保持具に保持された前記シリンジの前記ロッドを加圧することにより、前記バレルから液体を吐出させる加圧機構と、を備える。

本願の第１発明～第６発明によれば、円筒部を第１溝に挿入するときに、第１溝の幅が徐々に狭くなっているため、円筒部が一定の位置へ誘導される。これにより、ブロックに対して円筒部を精度よく位置決めできる。また、押圧部が、円筒部ではなく鍔部を押圧する。これにより、円筒部の変形を抑制しつつ、ブロックに対してバレルを固定できる。その結果、シリンジから液体を均一に吐出できる。

特に、本願の第３発明によれば、外力によりシリンジが傾いた場合でも、押圧力が無くなると、弾性部材の復元力により、シリンジを元の姿勢へ戻すことができる。このとき、一対の押圧部を第１溝の両側にバランスよく配置することで、シリンジの姿勢を精度よく元の姿勢へ戻すことができる。

特に、本願の第４発明によれば、ロッドの軸方向一方側の端部を、押圧部に妨げられることなく、軸方向に移動させることができる。また、第１溝と押圧部が、同一の軸方向位置に配置される。このため、第１溝の軸方向の寸法を確保しつつ、シリンジ保持具を全体として小型化しやすい。

液体吐出装置の概要図である シリンジの縦断面図である。 シリンジ保持具の斜視図である。 シリンジ保持具の下面図である。 シリンジを保持したシリンジ保持具の正面図である。 シリンジを保持したシリンジ保持具の側面図である。 シリンジを保持したシリンジ保持具の断面図である。 シリンジを保持したシリンジ保持具の断面図である。 シリンジを保持したシリンジ保持具の断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

＜１．液体吐出装置について＞
図１は、シリンジ保持具２０を備えた液体吐出装置１の概要図である。この液体吐出装置１は、液体または液体に含まれる検体の特性を検査する検査装置の一部として使用される。液体吐出装置１は、ディスポーザブルタイプのシリンジ８を保持し、シリンジ８から試料容器７へ向けて、液体を吐出する。

図１に示すように、液体吐出装置１は、テーブル１０、シリンジ保持具２０、加圧機構３０、および制御部４０を備える。テーブル１０は、試料容器７を支持する支持台である。試料容器７には、例えば、プレパラート、シャーレ、ウェルプレートなどが使用される。シリンジ保持具２０は、テーブル１０に支持された試料容器７の上方において、シリンジ８を保持する。以下では、シリンジ保持具２０に保持されるシリンジ８の中心軸９に沿う方向を「軸方向」と称する。本実施形態では、軸方向と上下方向とが一致する。

図２は、シリンジ８の縦断面図である。図２に示すように、シリンジ８は、液体を貯留するバレル８１と、バレル８１に挿入されるロッド８２とを有する。バレル８１は、円筒部８１１、吐出口８１２、および鍔部８１３を有する。円筒部８１１は、軸方向に沿って円筒状に延びる。吐出口８１２は、円筒部８１１の下端部に設けられている。鍔部８１３は、円筒部８１１の上端部（軸方向一方側の端部）から、外側へ向けて広がる。バレル８１は、プラスチック等の樹脂により形成される。

ロッド８２は、軸方向に延びる柱状の部品である。ロッド８２の上端部（軸方向一方側の端部）は、バレル８１の外部に位置する。ロッド８２の下端部（軸方向他方側の端部）は、バレル８１の円筒部８１１の内側に挿入される。ロッド８２は、バレル８１に対して軸方向に移動可能である。ロッド８２の下端部には、ガスケット８３が固定されている。ガスケット８３は、バレル８１の円筒部８１１の内周面に接触しつつ、ロッド８２とともに軸方向に移動する。

図１に戻る。シリンジ保持具２０は、バレル８１の吐出口８１２が下向きとなるように、シリンジ８を鉛直方向に沿った姿勢で保持する。加圧機構３０は、制御部４０からの指令に従って、シリンジ保持具２０に保持されたシリンジ８のロッド８２の上端部を、下向きに加圧する。そうすると、バレル８１内において、ガスケット８３が下向きに移動する。これにより、ガスケット８３と吐出口８１２との間に貯留された液体が、吐出口８１２から試料容器７へ向けて吐出される。

＜２．シリンジ保持具について＞
続いて、シリンジ保持具２０の詳細な構造について説明する。図３は、シリンジ保持具２０の斜視図である。図４は、シリンジ保持具２０の下面図である。図５は、シリンジ８を保持したシリンジ保持具２０の正面図である。図６は、シリンジ８を保持したシリンジ保持具２０の側面図である。図７は、図６におけるＡ－Ａ線断面図である。図８は、図５におけるＢ－Ｂ線断面図である。図３～図８に示すように、シリンジ保持具２０は、ブロック５０と、一対の押圧部６０とを備える。

ブロック５０は、略直方体状の部材である。ブロック５０は、液体吐出装置１のフレームに固定される。ブロック５０の材料には、例えば、剛性の高い金属が使用される。以下では、略直方体状のブロック５０の６つの外面のうち、シリンジ８が挿入される面を正面５０１と称する。また、ブロック５０の正面５０１とは反対側の面を背面５０２と称する。また、ブロック５０に対するシリンジ８の挿入方向を「前後方向」と称する。また、軸方向および前後方向に対して直交する方向を「左右方向」と称する。

図３に示すように、ブロック５０は、第１溝５１と第２溝５２とを有する。第１溝５１および第２溝５２は、ブロック５０の正面５０１から背面側へ向けて凹む。第１溝５１は、ブロック５０の正面側において軸方向に延びる。また、第１溝５１は、ブロック５０を軸方向に貫通する。第２溝５２は、軸方向の寸法が第１溝５１よりも小さく、かつ、左右方向および前後方向の寸法が第１溝５１よりも大きい溝である。シリンジ８のバレル８１のうち、円筒部８１１の上端の一部分は、第１溝５１に挿入される。シリンジ８のバレル８１のうち、鍔部８１３は、第２溝５２に挿入される。

図４のように、ブロック５０を軸方向に視た状態において、第１溝５１の形状は、略Ｕ字状である。すなわち、第１溝５１は、円弧状の曲面５１１と、曲面５１１の両端から正面側へ向けて延びる一対の平面５１２とで構成されている。したがって、第１溝５１の曲面５１１により構成される部分の左右方向の幅は、正面側から背面側へ向かうにつれて、徐々に狭くなる。曲面５１１の径は、シリンジ８の円筒部８１１の径と同一か、それよりも大きい。

シリンジ保持具２０にシリンジ８をセットするときには、バレル８１の円筒部８１１を第１溝５１に挿入するとともに、鍔部８１３を第２溝５２に挿入する。このとき、円筒部８１１は、第１溝５１の一対の平面５１２の間に挿入される。その後、円筒部８１１は、円弧状の曲面５１１に沿って背面側へ移動する。そして、図４中の二点鎖線のように、円筒部８１１の最も背面側の部分が、曲面５１１の最も背面側の部分に接触した状態で、円筒部８１１が静止する。このように、背面側へ向かうにつれて第１溝５１の左右方向の幅が徐々に狭くなっていることにより、円筒部８１１は、一定の位置へ誘導される。すなわち、円筒部８１１は、前後方向だけではなく、左右方向にも位置決めされる。その結果、作業者によるばらつきや、作業回数によるばらつきを抑えて、ブロック５０に対して円筒部８１１を精度よく位置決めできる。

一対の押圧部６０は、第２溝５２に挿入された鍔部８１３を固定するための機構である。一対の押圧部６０は、第２溝５２の下側（軸方向他方側）に位置する。また、図４に示すように、一対の押圧部６０は、第１溝５１に挿入された円筒部８１１の中心よりも、背面側に位置する。本実施形態では、押圧部６０にボールプランジャーが使用されている。図７および図８に示すように、押圧部６０は、球体６１と、球体６１を上方へ向けて付勢する弾性部材６２とを有する。球体６１は、押圧部６０の上端部に位置する。弾性部材６２は、例えばコイルばねである。弾性部材６２は、押圧部６０のケーシングと球体６１との間に、自然長よりも軸方向に圧縮された状態で、介挿されている。このため、弾性部材６２は、その反発力によって、球体６１を上方（軸方向一方側）へ向けて付勢する。

第２溝５２に鍔部８１３が挿入されると、球体６１は、鍔部８１３の下面に接触する。すなわち、球体６１の表面は、鍔部８１３に接触する接触面となる。そして、弾性部材６２の付勢力により、球体６１が鍔部８１３を上方（軸方向一方側）へ向けて押圧する。これにより、鍔部８１３が、第２溝５２の上面に押し付けられる。その結果、バレル８１が軸方向に位置決めされるとともに、ブロック５０に対してバレル８１が固定される。

このように、押圧部６０は、バレル８１の円筒部８１１ではなく、バレル８１の鍔部８１３を押圧する。これにより、円筒部８１１の変形を抑制しつつ、ブロック５０に対してバレル８１を固定できる。したがって、シリンジ保持具２０にシリンジ８をセットするときに、バレル８１内の液体が加圧されて、液体の一部が吐出口８１２から漏れ出してしまう、という問題が生じにくい。また、円筒部８１１が押圧されないため、円筒部８１１がくびれるように変形するということがない。このため、円筒部８１１の内側でガスケット８３を下向き（軸方向他方側）に移動させるときに、圧力の変動が生じにくい。したがって、バレル８１から液体を均一に吐出できる。

また、このシリンジ保持具２０は、シリンジ８に外力が加わった場合でも、シリンジ８を元の姿勢に戻すことができる。例えば、図８の破線矢印のように、シリンジ８の下端部に正面側へ向かう押圧力が加わった場合、シリンジ８は、鍔部８１３の上面と第２溝５２の上面の前端部との接触点Ｐを中心として回動する。このとき、押圧部６０の球体６１が僅かに下降し、弾性部材６２が軸方向に収縮する。しかしながら、破線矢印の押圧力がなくなると、弾性部材６２が再び伸長する。これにより、シリンジ８を、二点鎖線の姿勢から、元の実線の姿勢へ戻すことができる。

特に、本実施形態のシリンジ保持具２０では、ブロック５０を正面側から視たときに、一対の押圧部６０が、第１溝５１の両側に、左右対称に配置されている。このように、一対の押圧部６０を、第１溝５１の両側にバランスよく配置することで、外力により傾いたシリンジ８の姿勢を、元の姿勢へ精度よく戻すことができる。

＜３．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。

＜３－１．第１変形例＞
図９は、シリンジ８を保持したシリンジ保持具２０の一変形例の断面図である。図９のシリンジ保持具２０は、押圧部６０が、第２溝５２の下側（軸方向他方側）ではなく、第２溝５２の上側（軸方向一方側）に設けられている。この場合、球体６１は、押圧部６０の下端部に位置する。弾性部材６２は、球体６１を下方（軸方向他方側）へ向けて付勢する。第２溝５２に鍔部８１３が挿入されると、球体６１は、鍔部８１３の上面に接触する。そして、弾性部材６２の付勢力により、球体６１が鍔部８１３を下方（軸方向他方側）へ向けて押圧する。これにより、鍔部８１３が、第２溝５２の下面に押し付けられる。その結果、バレル８１が軸方向に位置決めされるとともに、ブロック５０に対してバレル８１が固定される。

このように、押圧部６０は、第２溝５２の下側および上側のどちらに設けられていてもよい。ただし、押圧部６０を、第２溝５２の上側に配置すると、ロッド８２の上端部の軸方向の移動範囲が、押圧部６０により制限される場合がある。ロッド８２の上端部を、鍔部８１３の上面近傍の高さまで下降させる必要がある場合には、押圧部６０が、第２溝５２の下側に配置されている方が好ましい。

また、押圧部６０を第２溝５２の下側に配置すれば、第１溝５１と押圧部６０とが、同一の軸方向位置に配置される。このため、押圧部６０を第２溝５２の上側に配置する場合よりも、押圧部６０を第２溝５２の下側に配置する場合の方が、第１溝５１の軸方向の長さを確保しつつ、シリンジ保持具２０を全体として軸方向に小型化しやすい。

＜３－２．第２変形例＞
上述した実施形態では、ブロック５０の第１溝５１が、曲面５１１と一対の平面５１２とで構成されるＵ字状の溝であった。しかしながら、第１溝５１は、他の形状であってもよい。例えば、一対の平面５１２を省略し、円弧状の曲面５１１のみで、第１溝５１を構成してもよい。また、第１溝５１は、一対の傾斜した平面で構成されるＶ字状の溝であってもよい。すなわち、第１溝５１は、左右方向の幅が、前記正面側から背面側へ向かうにつれて徐々に狭くなっていればよい。

＜３－３．第３変形例＞
上述した実施形態では、押圧部６０にボールプランジャーを使用していた。しかしながら、押圧部６０に、ボールプランジャー以外の機構を使用してもよい。例えば、板ばねまたは高反発性のゴムを、押圧部６０として使用してもよい。その場合、板ばねまたはゴムを、他の部品を介して鍔部８１３に接触させてもよいし、板ばねまたはゴムの表面を、直接鍔部８１３に接触させてもよい。すなわち、弾性部材である板ばねまたはゴムの表面の一部分が、鍔部８１３に接触する接触面となっていてもよい。

＜３－４．第４変形例＞
上記の実施形態のシリンジ保持具２０は、シリンジ８を、鉛直方向に沿う姿勢で保持していた。しかしながら、シリンジ保持具２０は、シリンジ８を、他の姿勢で保持するものであってもよい。例えば、シリンジ保持具２０は、シリンジ８を、水平方向に沿う姿勢で保持するものであってもよい。

＜３－５．その他＞
シリンジ保持具２０の細部の形状および構造については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜に変更してもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に取捨選択してもよい。

１ 液体吐出装置
７ 試料容器
８ シリンジ
９ 中心軸
１０ テーブル
２０ シリンジ保持具
３０ 加圧機構
４０ 制御部
５０ ブロック
５１ 第１溝
５２ 第２溝
６０ 押圧部
６１ 球体
６２ 弾性部材
８１ バレル
８２ ロッド
８３ ガスケット
５０１ 正面
５０２ 背面
５１１ 曲面
５１２ 平面
８１１ 円筒部
８１２ 吐出口
８１３ 鍔部

Claims (6)

1. 軸方向に延びる円筒部および前記円筒部の軸方向一方側の端部から外側へ広がる鍔部を有するバレルと、前記円筒部の内側に挿入されるロッドとを有するシリンジを保持するシリンジ保持具であって、
   前記円筒部の一部分が挿入される第１溝と、前記鍔部が挿入される第２溝と、を有するブロックと、
   前記第２溝に挿入された前記鍔部を、前記軸方向に押圧する押圧部と、
   を備え、
   前記第１溝は、前記ブロックの正面側において前記軸方向に延び、かつ、前記第１溝の幅は、前記正面側から背面側へ向かうにつれて徐々に狭くなり、
   前記押圧部は、
   前記鍔部に接触する接触面と、
   前記接触面を、前記第２溝に挿入された前記鍔部へ向けて前記軸方向に付勢する弾性部材と、
   を有する、シリンジ保持具。
2. 請求項１に記載のシリンジ保持具であって、
   前記第１溝は、前記軸方向に視たときに円弧状の曲面を含む、シリンジ保持具。
3. 請求項１または請求項２に記載のシリンジ保持具であって、
   一対の前記押圧部を備え、
   前記ブロックを前記正面側から視たときに、一対の前記押圧部は、前記第１溝の両側に位置する、シリンジ保持具。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のシリンジ保持具であって、
   前記押圧部は、前記第２溝の軸方向他方側に位置し、前記第２溝に挿入された前記鍔部を、軸方向一方側へ向けて押圧する、シリンジ保持具。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のシリンジ保持具であって、
   前記押圧部は、ボールプランジャーである、シリンジ保持具。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のシリンジ保持具と、
   前記シリンジ保持具に保持された前記シリンジの前記ロッドを加圧することにより、前記バレルから液体を吐出させる加圧機構と、
   を備えた、液体吐出装置。

Images