JPH0656384B2 - ピペットチップ装着機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、原子力施設におけるセル内自動分析機器の
内、ピペットチップを供給する装置においてピペットユ
ニットにピペットチップを装着する機構に関する。

（従来の技術） セル内で使用する自動分析機器の一つに試料溶液を分
取，分注するピペット装置がある。この装置では、溶液
に直接触れるピペットチップを作業毎に交換する必要が
あり、その都度未使用のピペットチップを供給する。

ピペットチップを自動で供給する装置の一例を第４図に
示す。テーブル駆動部(31)により駆動されるターンテー
ブル(32)上にホルダ(33)が複数配置され、各ホルダ(33)
にピペットチップ(9)が鉛直に挿入されている。これら
をそれぞれインデックスしながらピペットユニット本体
(35)を下降させてその先端のピペットノーズ(36)をピペ
ットチップ(9)上端の係合穴に挿入してピペットノーズ
(36)とピペットチップ(9)を結合する。次にピペットユ
ニット本体(35)を上昇さててピペットチップ(9)をホル
ダ(33)から抜き出し、分取，分注作業に移行する。

上記の装置において、ピペットチップ(9)にピペットノ
ーズ(36)を挿入する際、数kg程度の挿入力を要する。こ
の挿入力がターンテーブル(32)に加わり、挿入力の反力
がピペットユニット本体(35)にかかる。これらの力の荷
重点はいずれも支持部から隔っているため、機器支持部
に曲げ力として加わることとなる。これは、機構の負荷
や構造部の変形を招く。この対策として機構，構造部の
強度を増すことが考えられるが、形状が大きくなり、重
量増加を来たすことになり、マニピュレータによる遠隔
操作の際に不利となる。

また、別の問題としては、ピペットチップ(9)の長さは
扱う容量が大きくなるに伴って長くなるが、これにより
ホルダ(33)から引き上げる際に必要なストロークも長く
しなければならない。これは、ピペットユニット本体(3
5)側の機構を大きくすることにつながり、大形化と重量
増加の要因となる。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のように、従来のピペットチップ供給装置において
は、ピペットチップにピペットノーズを挿入するときの
挿入力やその反力が機器支持部に曲げ力として加わるた
め、強度を上げる必要から装置の大形化，重量増加を招
くという問題があった。また、ピペットユニット側の動
作ストロークが大きく、機構および装置が大形になると
いう問題もあった。そこで本発明は、ピペットチップに
ピペットノーズを挿入するとき装置に大きな負荷が加わ
らず、またピペットユニット側の動作ストロークも短か
くてすむようにしたピペットチップ装着機構を提供する
ことを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明のピペットチップ装着機構は、ピペットチップ供
給装置に昇降機構を設け、この機構により上昇する押し
上げロッドでホルダごとピペットチップを押し上げてこ
のピペットチップにピペットノーズを挿入する挿入力を
発生させるとともに、前記押し上げロッドの上昇によっ
て応動するリンク機構をピペットチップ供給装置に固定
された支持部にピン結合して設け、ピペットノーズにピ
ペットチップが装着された時点で前記リンク機構が突張
棒として機能し、リンク機構先端のリンクバーによりピ
ペットユニットのピペットホルダを押えるように構成さ
れる。

（作 用） 本発明のピペットチップ装着機構においては、第５図に
示すように、ピペットチップ供給装置(A)に設けた昇降
機構(A1)により押し上げロッド(A2)が上昇したホルダ(A
3)ごとピペットチップ(A4)を押し上げ、ピペットチップ
(A4)に挿入力(P)を加える。この挿入力(P)はピペットユ
ニット(B)のピペットノーズ(B1)に加わるが、ピペット
ノーズ(B1)と一体のピペットホルダ(B2)をピペットチッ
プ供給装置(A)に固定されているリンク機構(A5)が突張
棒として機能して押えるため、ピペットノーズ(B1)に加
わった挿入力(P)はリンク機構(A5)で受け止められるこ
とになり、ピペットホルダ(B)に挿入力(P)が加わること
が防止される。そして、リンク機構(A5)で受け止めた挿
入力(P)は、ピペットチップ供給装置(A)内の構造部材に
伝達され、昇降機構(A1)に加わる押し上げロッド(A2)の
挿入力の反力(R)と相殺されるので、ピペットチップ供
給装置(A)に大きな負荷がかかるのを防ぐことができ
る。以上から明らかなように、ターンテーブル(A6)には
挿入力(P)は全く加わらない。

（実施例） 以下、図面に示した実施例に基いて本発明を詳細に説明
する。第１図(a),(b)に本発明一実施例のピペットチッ
プ装着機構を示す。ピペットチップ(9)を収納するホル
ダ(6)は、ガイド(8)に上下方向摺動可能に内嵌保持さ
れ、ばねＢ(10)によって下向きの力を加えられている。
そして、ガイド(8)は、ターンテーブル(7)上に複数個が
同一円周上に配置されている。

ターンテーブル(7)の下方に、ガイド(8)が配置されてい
る円周と直交する軸線に同軸に軸受筒(1)がピペットチ
ップ供給装置の構造部材(22)に固定設置され、この軸受
筒(1)には送りナット(2)が軸支され、その上端の歯車に
噛合した駆動歯車(23)によって正・逆回転される。そし
て、前記送りナット(2)に螺合した送りねじ(3)に押し上
げロッド(5)が同心に取付けらればねＡ(4)を介して結合
されている。

押し上げロッド(5)に摺動可能にスライダ(11)が外嵌さ
れており、このスライダ(11)はガイド体(24)との間に介
装されたばねＣ(12)により押し上げられる力を受け、押
し上げロッド(5)の上端部に取着された止め輪(13)によ
って係止されている。そして、このスライダ(11)にはリ
ンクバーＡ(14)のリンク駆動端(15)がピンにより接続さ
れている。リンクバーＡ(14)は、ピペットチップ供給装
置の構造部材に下端部を固定されて設けられたリンク支
持部(21)にリンクピンＡ(16)を回転中心として支持さ
れ、リンクバーＡ(14)の上端部は、リンクピンＢ(18a)
を介してリンクバーＢ(17)の一端と連結されている。こ
のリンクバーＢ(17)の他端は、リンクピンＣ(18b)を介
してリンクバーＣ(19)の一端と連結されている。このリ
ンクバーＣ(19)は、リンク支持部(21)の上端近傍に設け
られたリンクピンＤ(20)を回転中心として支持されてい
る。前記のリンクバーＡ(14)，リンクピンＡ(16)，リン
クバーＢ(17)，リンクピンＢ(18a)，リンクピンＣ(18
b)，リンクバーＣ(19)，リンクピンＤ(20)はリンク機構
を構成している。

ピペットユニットのピペットホルダ(37)は、ピペットノ
ーズ(36)を先端とするピペットユニット本体(35)を収納
している。ピペットホルダ(37)は、ピペットユニット本
体(35)との接続部にばねを介して接合された逃げ機構を
有しており、軸線方向に若干の移動を許されている。

送りねじ(3)の下端部にはリミットスイッチドック(25)
が取着されており、このリミットスイッチドック(25)の
動きをリミットスイッチで検知することにより押し上げ
ロッド(5)を所定の位置で停止させる。

上記のように構成された本発明一実施例のピペットチッ
プ装着機構においては、駆動歯車(23)によりナット(2)
を回転させると送りねじ(3)が上へ送られ、ばねＡ(4)を
介して押し上げロッド(5)が上昇する。押し上げロッド
(5)の上昇に伴い、ばねＣ(12)により上向きの力を受け
ているスライダ(11)も止め輪(13)をストッパとして上昇
する。これによりスライダ(11)と接続したリンク駆動端
(15)も上昇し、リンクピンＡ(16)を回転中心としてリン
クバーＡ(14)を回転させる。この回転により、リンクバ
ーＢ(17)を介してリンクバーＣ(19)がリンクピンＤ(20)
を回転中心として図示時計回りに回転され第２図(a)に
示すようにリンクバーＣ(19)が水平になった状態でリン
クバーＡ(14)がリンク支持部(21)に設けられたストッパ
(21a)に当接して停止する。このとき、リンクバーＢ(1
7)とリンクバーＣ(19)、リンクバーＣ(19)とピペットチ
ップ(9)はそれぞれ直角な角度関係を保つことで、ピペ
ットチップ(9)の押し上げ力に対してこの位置関係を保
ち、突張棒として機能する。

さらに押し上げロッド(5)を上昇させてホルダ(6)をガイ
ド(8)に沿って上昇させ、ピペットチップ(9)の上端の係
合穴にピペットノーズ(36)を挿入させる。このとき、挿
入を確実とするため挿入完了位置から更にピペットチッ
プ(9)を若干押し上げる。これにより、ピペットユニッ
ト本体(35)と逃げ機構を介して接続されているピペット
ホルダ(37)は、逃げ機構により若干上昇し、リンクバー
Ｃ(19)に当たり停止する。この状態を第２図(b)に示
す。

上記動作における押し上げロッド(5)の停止は、リミッ
トスイッチドック(25)の動きをリミットスイッチで検知
することで行なう。

ピペットチップ(9)とピペットノーズ(36)の挿入完了
後、駆動歯車(23)を逆回転させて押し上げロッド(5)を
下降させ、押し上げロッド(5)の止め輪(13)が当接する
ことによりスライダ(11)も下降し、リンク機構を初期
（第１図(a)）の状態に復帰させる。この状態にした
後、ピペットチップ(9)が装着されたピペットホルダ(3
7)を上昇させる。

本発明一実施例のピペットチップ装着機構を組込んだピ
ペットチップ供給装置とピペットユニットとを組合わせ
た組立体を第３図に示す。本発明によるピペットチップ
装着機構においては、ピペットユニットにピペットチッ
プ(9)を装着する際、ピペットチップ供給装置に設けた
昇降機構の押し上げロッド(5)を上昇させてホルダ(6)を
押し上げ、ピペットチップ(9)をピペットユニットのピ
ペットノーズ(36)に装着させ、同時にリンク機構を動作
させて突張棒として機能させ、その先端のリンクバーＣ
(19)によりピペットユニット側のピペットホルダ(37)を
押えるようにしたことにより、ターンテーブル(7)にピ
ペットチップ挿入力が加わることが回避されるととも
に、リンク機構で受け止められた挿入力はピペットチッ
プ供給装置側に接続されたリンク機構を介してピペット
チップ供給装置側に伝達されるため、ピペットユニット
側に大きな挿入力が加わるのを防止できる。また、ピペ
ットチップ供給装置では、押し上げロッド(5)による挿
入力に対する反力とリンク機構およびリンク支持部(21)
を介して伝達された挿入力とが作用方向を逆にして加わ
ることになり、互いに相殺されることから装置に大きな
負荷がかかることが防止される。さらに、ピペットチッ
プ供給装置側にピペットチップ(9)を上昇させる押し上
げロッド(5)を設けたことにより、ピペットユニットで
の必要な動作ストロークを短くすることができ、機構お
よび装置全体の小形軽量化を可能とする。また、リンク
機構は、その従節部（リンクバーＡ(14)，リンクバーＢ
(17))のターンテーブル(7)半径方向の動作範囲が非常に
小さく、セル内での入出口となるポート穴を容易に通過
することができ、重量も軽いといった利点がある。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明によれば、ピペットチップ供
給装置に昇降機構を設け、この機構により上昇する押し
上げロッドでホルダごとピペットチップを押し上げてピ
ペットチップにピペットノーズを挿入する挿入力を発生
させるとともに、前記押し上げロッドの上昇によって応
動するリンク機構をピペットチップ供給装置に固定され
た支持部にピン結合して設け、ピペットノーズにピペッ
トチップが装着された時点で前記リンク機構が突張棒と
して機能し、リンク機構先端のリンクバーＣによりピペ
ットユニットのピペットホルダを押えるように構成され
たピペットユニット装着機構を実現したことにより、次
のような効果が得られる。

すなわち、挿入力は、ターンテーブルが設けられている
ピペットチップ供給装置に設けた昇降機構からピペット
ユニット側へ印加されるので、ターンテーブルに負荷が
かからない。ピペットユニット側に加わる挿入力は、突
張棒として機能するリンク機構で受け止められ、リンク
機構およびリンク支持部によりピペットチップ供給装置
側に伝達されるので、ピペットユニット側に大きな挿入
力が加わるのが防止されるとともに、ピペットチップ供
給装置では、押し上げロッドによる挿入力に対する反力
とリンク機構およびリンク支持部を介して伝達された挿
入力とが作用方向を逆にして加わることになり、互いに
相殺されることから装置に大きな負荷がかかることが防
止される。さらに、ピペットチップ供給装置側にピペッ
トチップを上昇させる押し上げロッドを設けたので、ピ
ペットユニットでの必要な動作ストロークを短くするこ
とができ、機構および装置全体の小形軽量化を可能とす
る。また、リンク機構は、その従節部のターンテーブル
半径方向の動作範囲が非常に小さく、セル内での入出口
となるポート穴を容易に通過することができ、重量も軽
いといった利点を有する。

【図面の簡単な説明】 第１図(a),(b)はそれぞれ本発明一実施例のピペットチ
ップ装着機構の縦断面図およびＡ矢視図、第２図(a),
(b)はそれぞれ第１図(a),(b)のピペットチップ装着機構
の異なる作用時点での状態を示す縦断面図、第３図は第
１図のピペットチップ装着機構を組込んだピペットチッ
プ供給装置とピペットユニットとの組立体を示す外観斜
視図、第４図は従来のピペットチップ供給装置とピペッ
トユニットとの組立体を一部切欠して示す概略図、第５
図は本発明のピペットチップ装着機構に加わる力を説明
するための概略図である。 １……軸受筒、２……送りナット ３……送りねじ、４……ばねＡ ５……押し上げロッド、６……ホルダ ７……ターンテーブル、８……ガイド ９……ピペットチップ、10……ばねＢ 11……スライダ、12……ばねＣ 13……止め輪、14……リンクバーＡ 15……リンク駆動端、16……リンクピンＡ 17……リンクバーＢ、18a……リンクピンＢ 18b……リンクピンＣ、19……リンクバーＣ 20……リンクピンＤ、21……リンク支持部 21a……ストッパ、23……駆動歯車 35……ピペットユニット本体、36……ピペットノーズ 37……ピペットホルダ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ピペットチップを収納するホルダを摺動可
   能に内嵌保持しばねにより前記ホルダに下向きの力を加
   えているガイドが同一周上に複数配置されたターンテー
   ブルと、このターンテーブルの下方に配置され送りナッ
   トと送りねじから成る昇降機構の送りねじにばねを介し
   て接続され前記ホルダを押し上げるための押し上げロッ
   ドと、この押し上げロッドに摺動可能に外嵌しばねによ
   る上向きの力を受け押し上げロッド上端部の止め輪で上
   昇を係止されているスライダと、ピペットチップ供給装
   置の構造部材に一端が固定されて突設されたリンク支持
   部にピンを回転中心として取り付けられＬ字形のリンク
   アームの短いアームの先端部が前記スライダにピン結合
   されるとともに長い方のアームの先端部がリンクバーＢ
   の一端部とピン結合されたリンクバーＡと、前記リンク
   支持部の上端部にピンを回転中心として取り付けられそ
   の下端部で前記リンクバーＢの他端部とピン結合された
   リンクバーＣと、前記押し上げロッドの上昇に伴うスラ
   イダの上昇に応動したリンクバーＡの回転によって前記
   リンクバーＣが水平になった状態でリンクバーＡに当接
   してその回転を止めるように前記リンク支持部に設けら
   れたストッパとを具備し、前記押し上げロッドの上昇に
   より押し上げられたホルダに収納されているピペットチ
   ップ上端の係合穴にピペットユニットのピペットノーズ
   が挿入されて両者の結合が完了した状態で前記水平状態
   のリンクバーＣがピペットノーズを収納しているピペッ
   トホルダに当接し、前記リンクバーＢおよびリンクバー
   Ａとで突張棒として機能することを特徴とするピペット
   チップ装着機構。