JP2010107352A - シリンダユニット - Google Patents

Abstract

【課題】イジェクト操作ストローク域でのプランジャ３２の下動を規制して、使用済みノズルチップ２内に残留する液体がイジェクト時に飛散してしまうことを防止する。
【解決手段】プランジャホルダー５を、駆動機構６に連動連結される昇降体５１と、該昇降体５１と一体動作する常時弾圧付勢された連動体５２とで構成し、イジェクト手段８を、チップ挿入部３１１が貫通され、その下面部でノズルチップ２が挿着可能なイジェクト板８１と、該イジェクト板８１をシリンダホルダー４に対しその頭部８２１側を突出させた状態から、弾機８２２の付勢力に抗して下動可能に吊持する吊持片８２と、連動体５２の所定ストロークを超えた下動を規制するストッパ８３とで構成し、昇降体５１は、連動体５２が下動規制された状態から、さらに吊持片８２を押圧しながら下動してイジェクト板８１によりノズルチップ２をイジェクトする。
【選択図】図１

Description

本発明は、分注装置、分析装置等において、容器内の試液（試薬、検体等の液体）をノズルチップ内に定量吸入し、吐出するためのシリンダユニットに関する。

一般に、容器内の試液をノズルチップ内に定量吸入し、複数の分注容器に小分けして定量吐出する分注操作が行われた後には、使用済みのノズルチップを新たなものに取り替える必要がある。

ところで、従来、分注装置等におけるシリンダユニットでは、使用済みノズルチップを、プランジャホルダー（９１）の昇降駆動機構を利用して、その移動域を分注操作ストロークとイジェクト操作ストロークとし、このイジェクト操作ストローク域において、シリンダホルダー（７３、７５）下面部に設けたイジェクト板（１２３）を下動して自動イジェクトするように構成されたものが知られている。（特許文献１参照）

しかしながら、このものは、正面視凵状に形成されたイジェクト板（１２３）の左右立上り片の上方に解除ピン（１１７）を設け、プランジャホルダー（９１）が、解除ピン（１１７）を押し下げることで使用済みノズルチップを破棄するようになっているため、イジェクト操作ストローク域においてもプランジャ（２１）がプランジャホルダー（９１）と共に一体可動してしまい、使用済みノズルチップ内に残留する液体を飛散してしまう欠点がある。

特開２００１−３３４６３号公報（項目［００１６］、図４参照）

本発明は、上記の如き問題点を一掃すべく創案されたものであって、プランジャホルダーを下動させて使用済みノズルチップをイジェクトできるものでありながら、イジェクト操作ストローク域でのプランジャの下動を規制して、使用済みノズルチップ内に液体が残留していても、イジェクト時に飛散してしまうことを防止することのできるシリンダユニットを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために本発明のシリンダユニットは、所定の試液をノズルチップ内に定量吸入し、これを任意に定量吐出するシリンダユニットであって、該シリンダユニットは、先端側にノズルチップのチップ挿入部を有するシリンダの胴部を装着するシリンダホルダーと、前記シリンダ内に密封嵌装されて駆動機構により一体的にピストン駆動するプランジャの頭部を装着するプランジャホルダーと、該プランジャホルダーの下部側に設けられて前記チップ挿入部に挿入保持されたノズルチップをイジェクトするイジェクト手段とからなり、前記プランジャホルダーを、前記駆動機構に昇降可能に連動連結される昇降体と、該昇降体の上部側に配設されて、昇降体と常時一体的に動作する連動体とで分離可能に構成し、前記イジェクト手段を、前記チップ挿入部が貫通されて、その下面部でノズルチップの挿着を可能とするイジェクト板と、該イジェクト板を前記シリンダホルダーに対しその頭部側を常時突出させた状態を保持し、該保持位置から下動復帰可能に吊持する吊持片と、前記連動体の所定ストロークを超えた下動を規制するストッパとで構成し、前記昇降体は、前記連動体が下動規制された状態から、さらに前記吊持片を押圧しながら下動して、前記イジェクト板によるノズルチップのイジェクトを可能とすべく構成されていることを特徴とする。

本発明は、上記のように構成したことにより、プランジャホルダーの駆動機構を利用して使用済みノズルチップをイジェクトできるものでありながら、イジェクト操作ストローク域での連動体の下動を規制することができるので、プランジャが吐出を完了した、所謂分注操作ストロークの終点位置で一旦下動を停止したイジェクト待機状態から、シリンダユニットを使用済みチップ回収容器まで移動した後に、昇降体だけを下動させてイジェクト操作することができ、ノズルチップ内に液体が残留していたとしても飛散が回避され安全に回収することができる。

以下、本発明の実施の形態を好適な実施の形態として例示する分注装置におけるシリンダユニットを図面に基づいて詳細に説明する。図１は分注装置に設けられたシリンダユニットの全体正面図、図２は同じく全体側面図、図３シリンダユニットの要部構成図である。これらの図に示すように、分注装置に装着されたシリンダユニット１は、先端にノズルチップ２が装着された複数のシリンダ３１、３１・・・を有するシリンダホルダー４と、前記各シリンダ３１内に密封嵌装されて駆動機構６により一体的にピストン駆動する複数のプランジャ３２、３２・・・を有するプランジャホルダー５とから構成されている。
そして、シリンダユニット１は、ユニット全体が作動機構６１により、前後、左右、上下方向の任意に夫々動作可能に構成されており、分注テーブルにセットされたノズルチップ２やカートリッジ容器、使用済みチップ回収容器などの配置部位に対し精度良く位置決めし、ノズルチップ２を同時に挿入保持し、カートリッジ容器に対し所定量の薬液を分配状に同時に注入・吐出できるようになっている。なお、作動機構６１の基本的な構成は、駆動機構６と略同じである。

前記シリンダ３１には、その先端側にノズルチップ２を嵌挿保持するチップ挿入部３１１と、胴部中央にツバ片３１２が一体形成されており、シリンダホルダー４に穿設された挿入孔４１対してその基端側胴部を挿着させた状態で、都合６個が装着固定されている。
前記プランジャ３２は、プランジャホルダー５に設けられた取付部５１１に、プランジャ頭部３２１を挿入して装着固定されており、先端側をシリンダ３１内にその入口に設けられたＯリング７を介して密封状に嵌装されている。

前記プランジャホルダー５は、駆動機構６に昇降可能に連動連結される昇降体５１と、該昇降体５１の上部側に配設されて、昇降体５１と常時一体的に動作する連動体５２との２部材によって、分離可能に構成される。
昇降体５１は、図４に示すように、プランジャ頭部３２１をセットするための取付部５１１と、その後方に肉厚に延設した案内部５１２とによって、全体が倒伏（右側へ）尸字状に一体形成されている。取付部５１１には、前面側にＵ字状に開口して、プランジャ頭部３２１の形状に適合する凹状の頭部受け５１ａが都合６個形成されており、案内部５１２には、中央にナット孔５１ｂが、その両側に案内孔５１ｃがそれぞれ設けられている。
つまり、昇降体５１は、モーター６０１が取り付けられるブラケット６０２に装着された左右のガイド軸６０３に案内孔５１ｃを介して昇降ガイドされるようになっており、モーター６０１の出力軸に連結されるカップリング６０４に連結された送りネジ６０５をナット孔５１ｂに回転自在に螺合させることで、モーター６０１の正逆回転駆動により昇降自在に構成される。

一方、連動体５２は、取付部５１１の上面左右端部に立設した案内ボルト５２１に挿通されて載置され、連動体５２から突出する案内ボルト５２１に、その頭部ナット５２３と連動体５２間に圧縮して設けられたコイルスプリング５２２により、取付部５１１に弾圧付勢されて、昇降体５１と常時一体的に動作するよう構成されている。プランジャ頭部３２１を頭部受け５１ａに取り付ける際には、頭部ナット５２３を外して連動体５２を持ち上げた状態で仮セットし、その後、連動体５２の弾圧付勢力によりプランジャ頭部３２１を押さえつけてセットが完了する。昇降体５１と連動体５２との一体動作は、コイルスプリング５２２の弾圧付勢により行うようにしたがこれに限定されることはなく、弾圧付勢によらない他の構成を採用するようにしても良い。
これにより、昇降体５１が上動すると取付部５１１がプランジャ頭部３２１を引き上げ、昇降体５１が下動すると連動体５２がプランジャ頭部３２１を押し下げ、プランジャ３２のシリンダ３１内での所定のストローク間をピストン駆動することができる。なお、本実施例ではプランジャ３２の頭部受け５１ａを昇降体５１側に設けたが、連動体５２側に設けても良い。

次に、ノズルチップ２のイジェクト手段８の構成を、図５、図６に基づいて説明する。図５は吐出動作完了時のシリンダユニットの要部構成図、図６はイジェクト動作時のシリンダユニットの要部構成図である。この図において、イジェクト手段８は、チップ挿入部３１１に装着されたノズルチップ２をイジェクトするイジェクト板８１と、該イジェクト板８１をシリンダホルダー４に対して、その頭部８２１側を常時突出させた状態を保持し、該保持位置から下動復帰可能に吊持する吊持片（吊持ボルト）８２と、該吊持片８２を突出位置に保持し圧縮付勢力に抗して下動復帰を可能とすべく設けられた弾機（コイルスプリング）８２２と、連動体５２の所定の分注操作ストロークを超えた下動を規制するストッパ８３とを備えて構成される。

前記イジェクト板８１には、シリンダ３１のチップ挿入部３１１を突出させた状態で挿通する６つの挿通孔８１１、８１１・・・と、両サイドに吊持ボルト８２の先端を取着して立設する取着部８１２が形成されている。
吊持ボルト８２は、シリンダホルダー４の両サイドに形成された凹状溝４２を貫通し、その頭部との間で、凹状溝４２内にその下半部分がセットされ、上半部分が露出したコイルスプリング８２２が圧縮された状態で、イジェクト板８１を吊持している。
ストッパ８３は、プランジャホルダー５が下動すると、昇降体５１とは当接せずに連動体５２と当接するようになっており、昇降体５１は、連動体５２がストッパ８３に当接して分注操作ストロークを超えた下動が規制された状態から、さらにイジェクト操作ストローク域における下動が許容されている。
これにより、イジェクト板８１は、その下面域でシリンダ３１のチップ挿入部３１１が突出された状態で吊持され、コイルスプリング５２２の付勢力に抗して連動体５２から分離した昇降体５１が、吊持ボルト８２の頭部に当接して押し下げられると、コイルスプリング８２２の反発付勢力に抗して下動し、チップ挿入部３１１にセットされたノズルチップ２をイジェクトすることができる構成となっている。なお、吊持ボルト８２（イジェクト板８１）の突出位置の保持と下動復帰は、コイルスプリング８２２の弾圧付勢により行うようにしたがこれに限定されることはなく、弾圧付勢によらない他の構成を採用するようにしても良い。

叙述の如く構成された本発明の実施の形態において、プランジャホルダー５の駆動機構６を利用して、チップ挿入部３１１にセットされた使用済みのノズルチップ２をイジェクト板８１によりイジェクトするのであるが、本発明におけるシリンダユニット１は、プランジャホルダー５を、駆動機構６に昇降可能に連動連結される昇降体５１と、該昇降体５１の上部側に配設されて、昇降体５１と常時一体的に動作する連動体５２との２部材によって、分離可能に構成し、イジェクト手段８を、チップ挿入部３１１が貫通されて、その下面部でノズルチップ２の挿着を可能とするイジェクト板８１と、該イジェクト板８１をシリンダホルダー４に対しその頭部８２１側を常時突出させた状態を保持し、該保持位置から、下動復帰可能に吊持する吊持片（吊持ボルト）８２と、連動体５２の所定ストロークを超えた下動を規制するストッパ８３とで構成し、昇降体５１は、連動体５２が下動規制された状態から、さらに吊持ボルト８２を押圧しながら下動して、イジェクト板８１によるノズルチップ２のイジェクトを可能とすべく構成されている。

つまり、プランジャホルダー５の移動域は、ストッパ８３までの移動域を昇降体５１と連動体５２とが一体駆動する分注操作ストロークと、ストッパ８３を超えた移動域を連動体５２が単独駆動するイジェクト操作ストロークとに設定されることになる。
このため、プランジャホルダー５の駆動機構６を利用して使用済みノズルチップ２をイジェクトできるものでありながら、通常の分注作業は、分注操作ストローク域において、昇降体５１と連動体５２とが密着した状態で昇降駆動させることで、従来と同様にプランジャ３２のピストン駆動を行うことができ、さらに、イジェクト作業は、イジェクト操作ストローク域において、プランジャ３２を押し下げる連動体５２の下動がストッパ８３によって規制されることで、プランジャ３２の下動を規制することができる。その結果、プランジャ３２が吐出作業を完了した、所謂分注操作ストロークの終点位置で下動を一旦停止させたイジェクト待機状態から、シリンダユニット１を作動機構６１によって使用済みチップ回収容器まで移動した後に、昇降体５１だけを下動させてイジェクト操作することができ、ノズルチップ２内に残留する液体の飛散が回避され安全に回収することができる。

また、前記連動体５２は、昇降体５１に立設した案内ボルト５２１に挿通されて、該案内ボルト５２１にその頭部ナット５２３と連動体５２間に圧縮して設けられたコイルスプリング５２２により、昇降体５１に弾圧付勢されて常時一体的に動作するよう構成されているため、分注操作ストローク域において、連動体５２を昇降体５１に密着させた状態で駆動機構６への負担影響を何ら与えることなく、従来と同様のプランジャホルダー５として昇降動作させることができる。

また、前記吊持片（吊持ボルト）８２は、シリンダホルダー４を挿通してイジェクト板８１に立設されると共に、該イジェクト板８１は、吊持片８２に、吊持片頭部８２１とシリンダホルダー４間に設けられたコイルスプリング８２２の付勢力に抗して下動復帰可能に吊持されているので、イジェクト板８１がコイルスプリング８２２の反発付勢力で、常にシリンダ３１方向に弾圧させることができ、シリンダ３１をシリンダホルダー４の挿入孔４１対してその基端側胴部を挿着させた状態を維持させることができる。しかも、イジェクト時においては、Ｏリング７の弾性力により密接するプランジャ３２が、シリンダ３１に深く挿入された吐出完了位置にあるため、シリンダ３１が挿入孔４１より抜けてしまうこともない。

本発明の実施形態に係るシリンダユニットの全体正面図である。 同じく全体側面図である。 本発明の実施形態に係るシリンダユニットの一部破断要部構成図で、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）はその側面図ある。 昇降体の斜視図である。 本発明の実施形態に係るシリンダユニットの吐出動作完了状態を示す一部破断要部構成図で、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）はその側面図ある。 本発明の実施形態に係るシリンダユニットのイジェクト動作状態を示す一部破断要部構成図で、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）はその側面図ある。

符号の説明

１ シリンダユニット
２ ノズルチップ
３１ シリンダ
３１１ チップ挿入部
３１２ ツバ片
３２ プランジャ
３２１ プランジャ頭部
４ シリンダホルダー
４１ 挿入孔
４２ 凹状溝
５ プランジャホルダー
５１ 昇降体
５１ａ 頭部受け
５１ｂ ナット孔
５１ｃ 案内孔
５１１ 取付部
５１２ 案内部
５２ 連動体
５２１ 案内ボルト
５２２ コイルスプリング
５２３ 頭部ナット
６ 駆動機構
６０１ モーター
６０２ ブラケット
６０３ ガイド軸
６０４ カップリング
６０５ ネジ
６１ 作動機構
７ Ｏリング
８ イジェクト手段
８１ イジェクト板
８１１ 挿通孔
８１２ 取着部
８２ 吊持片（吊持ボルト）
８２１ 吊持片頭部
８２２ 弾機（コイルスプリング）
８３ ストッパ

Claims (4)

1. 所定の試液をノズルチップ内に定量吸入し、これを任意に定量吐出するシリンダユニットであって、
   該シリンダユニットは、先端側にノズルチップのチップ挿入部を有するシリンダの胴部を装着するシリンダホルダーと、前記シリンダ内に密封嵌装されて駆動機構により一体的にピストン駆動するプランジャの頭部を装着するプランジャホルダーと、該プランジャホルダーの下部側に設けられて前記チップ挿入部に挿入保持されたノズルチップをイジェクトするイジェクト手段とからなり、
   前記プランジャホルダーを、前記駆動機構に昇降可能に連動連結される昇降体と、該昇降体の上部側に配設されて、昇降体と常時一体的に動作する連動体とで分離可能に構成し、
   前記イジェクト手段を、前記チップ挿入部が貫通されて、その下面部でノズルチップの挿着を可能とするイジェクト板と、該イジェクト板を前記シリンダホルダーに対しその頭部側を常時突出させた状態を保持し、該保持位置から下動復帰可能に吊持する吊持片と、前記連動体の所定ストロークを超えた下動を規制するストッパとで構成し、
   前記昇降体は、前記連動体が下動規制された状態から、さらに前記吊持片を押圧しながら下動して、前記イジェクト板によるノズルチップのイジェクトを可能とすべく構成されていることを特徴とするシリンダユニット。
2. 前記プランジャホルダーの移動域は、前記ストッパまでの移動域を前記昇降体と連動体とが一体駆動する分注操作ストロークと、前記ストッパを超えた移動域を前記連動体が単独駆動するイジェクト操作ストロークとに設定されていることを特徴とする請求項１に記載のシリンダユニット。
3. 前記連動体は、前記昇降体に立設した案内ボルトに挿通されて、該案内ボルトにその頭部ナットと連動体間に圧縮して設けられたコイルスプリングにより、前記昇降体に弾圧付勢されて常時一体的に動作することを特徴とする請求項１または２に記載のシリンダユニット。
4. 前記吊持片は、前記シリンダホルダーを挿通して前記イジェクト板に立設されると共に、該イジェクト板は、吊持片に、吊持片頭部とシリンダホルダー間に設けられたコイルスプリングの付勢力に抗して下動復帰可能に吊持されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のシリンダユニット。