JPH074135Y2

JPH074135Y2 - 硝子電極等のマニピュレ−タ

Info

Publication number: JPH074135Y2
Application number: JP1987120242U
Authority: JP
Inventors: 栄一成茂; 新二米山
Original assignee: 株式会社ナリシゲ
Priority date: 1987-08-05
Filing date: 1987-08-05
Publication date: 1995-02-01
Anticipated expiration: 2002-08-05
Also published as: JPS6426181U

Description

【考案の詳細な説明】「産業上の利用分野」本考案は、基礎医学やバイオニクスの分野において、細
胞を処理するための硝子電極等ピペット類を遠隔操作で
移動させる硝子電極等のマニピュレータに関する。

「従来の技術」従来のこの種のマニピュレータとしては、既に特開昭61
-265283号の液圧形式のものが知られるところである。
該マニピュレータは駆動部と移動部とから成っている。
駆動部は、１本の操作レバーを傾到させれば、その傾倒
方向及び傾倒量に応じて横方向乃至縦方向に摺動するＸ
軸スライダーとＹ軸スライダーとを有し、Ｘ軸スライダ
ー及びＹ軸スライダーの移動距離に応じて各ピストンが
Ｘ軸油圧シリンダ及びＹ軸油圧シリンダのダイアフラム
をそれぞれ押圧するようになっている。更に、駆動部に
は、横方向，縦方向，及び高さ方向専用のつまみを回せ
ば、それぞれピストンがＸ軸油圧シリンダ、Ｙ軸油圧シ
リンダ及びＺ軸油圧シリンダのダイアフラムを押圧する
ようになっている。一方、移動部は、硝子電極等を横方
向，縦方向，及び高さ方向に移動させるためのＸ軸移動
機構,Y軸移動機構，及びＺ軸移動機構とから成ってい
て、Ｘ軸移動機構,Y軸移動機構，及びＺ軸移動機構が、
それぞれ硝子電極等を横方向（Ｘ軸方向）、縦方向（Ｙ
軸方向）、及び高さ方向（Ｚ軸方向）に移動可能に互い
に組付けられている。Ｘ軸移動機構,Y軸移動機構，及び
Ｚ軸移動機構には、それぞれＸ軸油圧シリンダ,Y軸油圧
シリンダ，及びＺ軸油圧シリンダを有していて、Ｘ軸油
圧シリンダ,Y軸油圧シリンダ，及びＺ軸油圧シリンダ
が、上記駆動部のそれぞれ対応するＸ軸油圧シリンダ,Y
軸油圧シリンダ，及びＺ軸油圧シリンダに耐圧チューブ
で接続されている。そして、上記操作レバーを傾倒操作
し、又各つまみを回して駆動部のＸ軸油圧シリンダ,Y軸
油圧シリンダ，及びＺ軸油圧シリンダ内への加圧力を変
化させれば、移動部のＸ軸油圧シリンダ,Y軸油圧シリン
ダ及びＺ軸油圧シリンダに伝達されて、硝子電極等をＸ
軸移動機構、Ｙ軸移動機構，及びＺ軸移動機構により
横，縦，高さ方向（Ｘ軸,Y軸,Z軸の各方向）に自由に移
動させることができるようになっている。駆動部及び移
動部の各Ｘ軸油圧シリンダ,Y軸油圧シリンダ，及びＺ軸
油圧シリンダは、それぞれ同一のものを使用しており、
駆動部及び移動部の何れの箇所にも、区別することなく
そのまま適用できるようになっている。

「考案が解決しようとする問題点」しかしながら、駆動部と移動部とのＸ軸油圧シリンダ,Y
軸油圧シリンダ，及びＺ軸油圧シリンダ相互間には、パ
ラフイン形のオイルが充填されていて、駆動部で加圧し
て移動部により硝子電極等をミクロン単位で移動させる
ものであり、しかもオイルの熱膨脹率が大きいことか
ら、周囲の雰囲気温度が変化すると、オイルの熱膨脹に
より、駆動部を何等操作していないにも拘らず、オイル
の体積が変化して移動部、つまり硝子電極等が不用意に
ドリフトして、細胞等を破壊するなどといった不具合い
が発生する原因になっていた。

そこで、本考案は、上記事情に鑑み、雰囲気温度の変化
によっても硝子電極等が不用意に移動するといった所謂
ドリフトを激減でき、又従来に比して駆動部の操作量を
指示する目盛を緻密に目盛ることができて、延いては高
精度でかつ円滑に硝子電極等を移動させることができ、
使用上頗る便利な硝子電極等のマニピュレータを提供す
ることを目的とする。

「考案が解決しようとする手段」本考案は、上記目的を達成すべく、ピストンで押圧され
るダイヤフラムが備えられた液圧シリンダを有する遠隔
操作側の駆動部と、上記の駆動部における液圧シリンダ
とチューブで接続された液圧シリンダが備えられた移動
部とからなり、駆動部の液圧シリンダ内の圧力変化で移
動部のダイヤフラムに押圧されるピストンに硝子電極等
を連動させる硝子電極等のマニピュレータであって、移動部を、先端に液圧シリンダが連結された基台と、基
台との間にリニアモーションベアリングを介して摺動自
在に配設されたスライダと、上記のスライダの先端に連
結されたピストンと、上記のピストンに押圧自在に当接
されたダイヤフラムとから構成し、移動部の液圧シリン
ダを駆動部の液圧シリンダより大きな断面積に形成した
硝子電極等のマニピュレータを特徴とするものである。

「作用」本考案は、上記手段において、周囲の雰囲気温度が変化
しても、移動部の液圧シリンダの断面積が駆動部の液圧
シリンダの断面積より大きいことから、各液圧シリンダ
の相互間に封入した液が雰囲気温度の変化を受けて熱膨
脹しても、移動部の液圧シリンダの断面積と駆動部の液
圧シリンダの断面積との比率に対応して、硝子電極等の
不用意な移動を激減でき、しかも上記断面積の比率に応
じて硝子電極等の移動量より駆動部の操作量が大きいの
で、駆動部の操作量を指示する目盛を従来より緻密に目
盛ることができ、延いてはより高精度かつ円滑に硝子電
極等を移動し得るものである。

「実施例」以下に、本考案に係る硝子電極等のマニピュレータの一
実施例を図面に基づき説明する。第１図乃至第３図に示
す駆動部は、既に知られている特開昭61-265283号と全
く同一のものを利用したもので、まず該駆動部１につい
て説明する。駆動部１は、第１図及び第２図に示す如
く、Ｘ−Ｙ軸平面内駆動機構2,Z軸駆動機構3,X軸直線駆
動機構4,及びＹ軸直線駆動機構５から成っている。Ｘ−
Ｙ軸平面内駆動機構２は第１図に示す如くベース６に固
定基台７をビス止めし、更に第１図及び第２図に示す如
く、固定基台７にＹ軸スライダ８を縦方向、つまりＹ軸
方向に摺動自在に装着し、該Ｙ軸スライダ８には、Ｘ軸
スライダ９を横方向、つまりＸ軸方向に摺動自在に装着
する。固定基台７の一端面にはＬ字形状のブラケット10
を介してＹ軸直線駆動機構５を装着する。Ｙ軸直線駆動
機構５は、上記ブラケット10に対してビス止めされる本
体11と、該本体11に螺合されるつまみ12と、該つまみ12
を回すことで押圧されるピストン13とから成っている。
一方、Ｙ軸スライダ９の摺動方向の一端面には、コ字形
状のブラケット14を介し、後述する如くＹ軸直線駆動機
構５のピストン13と連動させてＹ軸液圧シリンダ15をビ
ス16で装着する。Ｙ軸スライダ８には、Ｌ字形状のブラ
ケット17を介してＸ軸直線駆動機構４を装着する。Ｘ軸
直線駆動機構４は、Ｙ軸直線駆動機構５と同一構成で、
ブラケット17にビス止めされる本体18と、該本体18に螺
合されるつまみ19と、該つまみ19を回すことで押圧され
るピストン20とから成っている。Ｘ軸スライダ９の摺動
方向の一端面には、コ字形状のブラケット21を介し、後
述する如く上記Ｘ軸直線駆動機構４のピストン20と連動
させてＸ軸液圧シリンダ22をビス止めする。Ｘ軸スライ
ダ９の上面には、ピン23を介して小径球体24を立設す
る。小径球体24は、操作レバー25の下端に有する大径球
体26の受け孔27に摺接自在に嵌入する。大径球体26は、
押えリング28により調整リング29内に抜け出し不能でか
つ遊転自在に収納する。調節リング29はケース30のねじ
孔31に螺合させてあり、該ケース30に対して調節リング
29を回せば、大径球体26の球心が、つまり操作レバー25
の傾動の支点が、小径球体24の球心に対して上下動し
て、大径球体26の球心と小径球体24の球心との間の距離
が変化し、この変化に伴い操作レバー25の傾動量に対す
るＸ軸スライダ９乃至Ｙ軸スライダ８の摺動量が変化
し、延いてはＸ軸液圧シリンダ23乃至Ｙ軸液圧シリンダ
15への加圧量を変化させるべく調整できるようになって
いる。操作レバー25には、Ｚ軸液圧シリンダ32を内装
し、又該Ｚ軸液圧シリンダ32を加圧するピストン33と、
該ピストン33を押圧するつまみ33aとから成る上記Ｚ軸
駆動機構３を有している。上記Ｙ軸液圧シリンダ15、Ｘ
軸液圧シリンダ22及びＺ軸液圧シリンダ32は、それぞれ
耐圧チューブ34〜36で後述の移動部37の対応するＹ軸液
圧シリンダ,X軸液圧シリンダ，及びＺ軸液圧シリンダに
接続し、内部にはそれぞれパラフイン系オイル若しくは
水を封入する。上記Ｙ軸液圧シリンダ15,X軸液圧シリン
ダ22及びＺ軸液圧シリンダ32は、第３図に示す如く、各
々同一構造になっている。つまり、内部に液圧室38を有
するシリンダ本体39を有し、該液圧室38の開口端にダイ
アフラム40を添着し、押えリング41とシリンダ本体39と
でダイアフラム40を挾持された後、止めリング42をシリ
ンダ本体39に螺着させることにより、押えリング41,シ
リンダ本体39,及びダイアフラム40の三者を固定する。
シリンダ本体39には液圧室38内と連通させて、上記耐圧
チューブ34〜36をそれぞれ接続するようになっている。
ダイアフラム40には、上記ピストン13,20,33をそれぞれ
押圧自在に当接させておく。

移動部37は、第４図に示す如く、Ｘ軸移動機構43,Y軸移
動機構44,及びＺ軸移動機構45から成っている。Ｘ軸移
動機構43,Y軸移動機構44,及びＺ軸移動機構45は、それ
ぞれ同一の構造に形成されており、その一つについて第
５図に基づき説明すれば、46は基台である。基台46は、
長板状に形成されて、一面側に嵌入溝47を有し、該嵌入
溝47内にリニアモーションベアリング48を介在させてス
ライダ49を摺動自在に装着する。基台46の一端には受板
50をビス止めする。受板50には、スプリング保持ロッド
51の基端を固設する。基台46の他端には、ビス止めされ
たブラケット52を介在させて液圧シリンダ53を取り付け
る。液圧シリンダ53は、液圧室54を備えた略皿状のシリ
ンダ本体55と、液圧室54の開口端に添着されるダイアフ
ラム56と、該ダイアフラム56をシリンダ本体55との間に
おいて挾持する押えリング57と、シリンダ本体55,ダイ
アフラム56,及び押えリング57の相互間を固定するため
に押えリング57に螺合される止めリング58とから成って
いる。押えリング57はビス59で上記ブラケット52に固定
するようになっている。シリンダ本体55には、接続口60
を有し、該接続口60に接続金具61を螺合させて上記耐圧
チューブ34〜36の各々を取り付けるようになっている。
又、シリンダ本体55の液圧室54は、後述するピストン62
が往復動する方向と直交する方向の断面積が、上記駆動
部１のＹ軸液圧シリンダ15,X軸液圧シリンダ22,及びＺ
軸液圧シリンダ32の各液圧室38のそれより10倍広く形成
させてある。液圧室54のピストン62が往復動する方向の
深さは、可能な限り内部に封入するオイルや水の量を少
なくすべく、ピストン62のストローク長に対応させて浅
く形成させてある。ダイアフラム56に当接するピストン
62は、スライダ49の一端に固設する。スライダ49は、他
端からピストン62内に至るスプリング挿入孔63を有し、
該スプリング挿入孔63内にスプリング64を挿入し、該ス
プリング64を受板50とスライダ49との間に介在させる。
スプリング64は、コイル状のもので、特に受板50とスラ
イダ49との間の間隙内において不用意に撓まないよう
に、スプリング64内にスプリング保持ロッド51を挿入さ
せてある。尚、第５図中、65はアリ溝である。

そして、第４図に示す如く、上記Ｚ軸移動機構45の基台
46に、上記アリ溝65を利用して取付金具66をアリ継ぎ
し、該取付金具66にスタンド等のロッド67を嵌着し固定
する。つまり、Ｚ軸移動機構45は、基台46に対しスライ
ダ49がＺ軸方向（高さ方向）に摺動自在にロッド67に取
り付けるものであ。Ｚ軸移動機構45のスライダ49には、
Ｙ軸移動機構44の基台46を固設する。即ち、Ｙ軸移動機
構44は基台46に対しスライダ49がＹ軸方向（縦方向）に
摺動自在にＺ軸移動機構45に取り付けるものである。Ｙ
軸移動機構44のスライダ49には、Ｘ軸移動機構43のスラ
イダ49を固設する。つまり、Ｘ軸移動機構43は、基台46
に対してスライダ49がＸ軸方向（横方向）に摺動自在に
Ｘ軸移動機構44に取り付けるものである。Ｘ軸移動機構
44の基台46には、アリ溝65を利用して取付金具68をアリ
継ぎし、該取付金具68にホルダー69を介して硝子電極等
70のピペット類を装着する。Ｚ軸移動機構45の液圧シリ
ンダ53の接続口60には、上記耐圧チューブ36の他端を接
続し、Ｙ軸移動機構44の液圧シリンダ53の接続口60に
は、耐圧チューブ34の他端を接続し、又Ｘ軸移動機構43
の液圧シリンダ53の接続口60には耐圧チューブ35の他端
を接続する。

上記Ｘ軸移動機構43,Y軸移動機構44,及びＺ軸移動機構4
5の相互間の組付けは、上記に限らず、使用条件などに
応じて適宜組換えが可能である。

そして、駆動部１の操作レバー25を傾動させ、若しくは
Ｙ軸直線駆動機構５のつまみ12や、Ｘ軸直線駆動機構４
のつまみ19,又はＺ軸直線駆動機構３のつまみ33aを回せ
ば、これに応動してＹ軸液圧シリンダ15,X軸液圧シリン
ダ22,及びＺ軸液圧シリンダ32が加圧され、上記耐圧チ
ュープ34〜36を介してＸ軸移動機構43,Y軸移動機構44,
及びＺ軸移動機構45の各液圧シリンダ53に伝達されて、
ダイアフラム56がピストン62をそれぞれ押圧し、これに
より硝子電極等70をＸ軸方向,Y軸方向，及びＺ軸方向に
自由に移動させる。この時、移動部37の各液圧シリンダ
53の液圧室54は、上記の如く、駆動部１の各液圧シリン
ダ15,22,32の液圧室38に比較して、断面積を10倍広くし
てあるので、駆動部１の操作量に対して移動部37の移動
量が1/10となり、このため従来形式の如く、駆動部の液
圧シリンダの液圧室と移動部の液圧シリンダの液圧室と
の断面積の比が1:1であるものに比べて、駆動部37の操
作量を指示する目盛を10倍緻密に目盛ることができ、延
いては10倍高精度の位置決めができ、又、駆動部１側に
操作斑があっても移動部37の移動が円滑である。しか
も、周囲の雰囲気温度が変化して封入液の熱膨脹の割合
いが変化しても、その変化による移動部37の移動量、つ
まりドリフトが10分の１に激減され、又封入液にパラフ
イン系のオイルに代えて水を使用すれば、パラフイン系
のオイルに比較して水の熱膨脹率が約10分の１と小さい
ために、移動部37の雰囲気温度の変化による熱膨脹に伴
うドリフトを更に10分の１程度減少でき、従って、上記
従来形式のものより100分の１程度ドリフトを低減でき
る。

「考案の効果」以下の如く、本考案に係る硝子電極等のマニピュレータ
によれば、雰囲気温度の変化によっても硝子電極等が不
用意に移動するといった所謂ドリフトを激減でき、又従
来に比して駆動部の操作量を指示する目盛を、移動部の
液圧シリンダと駆動部の液圧シリンダとの断面積の比率
に応じて更に緻密に目盛ることがで、延いては高精度に
硝子電極等を移動させて位置決めでき、又駆動部の操作
に斑があっても移動部の移動が極めて円滑で、使用上頗
る便利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案において利用する従来の駆動部の構成
図、第２図は、第１図の駆動部の一部を分解した要部斜
視図，第３図は第１図の駆動部に有する液圧シリンダの
断面図，第４図は本考案の移動部の斜視図，第５図は、
移動部の各移動機構の構成を示す断面図である。１……駆動部２……Ｘ−Ｙ軸平面内駆動機構３……Ｚ軸駆動機構、４……Ｘ軸直線駆動機構５……Ｙ軸直線駆動機構 15……Ｙ軸液圧シリンダ 22……Ｘ軸液圧シリンダ 25……操作レバー、32……Ｚ軸液圧シリンダ 37……移動部、38……液圧室 43……Ｘ軸移動機構、44……Ｙ軸移動機構 45……Ｚ軸移動機構、53……液圧シリンダ 54……液圧室、70……硝子電極等

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ピストンで押圧されるダイヤフラムが備え
られた液圧シリンダを有する遠隔操作側の駆動部と、上
記の駆動部における液圧シリンダとチューブで接続され
た液圧シリンダが備えられた移動部とからなり、駆動部
の液圧シリンダ内の圧力変化で移動部のダイヤフラムに
押圧されるピストンに硝子電極等を連動させる硝子電極
等のマニピュレータであって、移動部を、先端に液圧シリンダが連結された基台と、基
台との間にリニアモーションベアリングを介して摺動自
在に配設されたスライダと、上記のスライダの先端に連
結されたピストンと、上記のピストンに押圧自在に当接
されたダイヤフラムとから構成し、移動部の液圧シリン
ダを駆動部の液圧シリンダより大きな断面積に形成した
ことを特徴とする硝子電極等のマニピュレータ。