JP3354602B2 - 可撓性チューブ無菌的接合装置 - Google Patents
可撓性チューブ無菌的接合装置Info
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- B29C66/91651—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the temperature, the heat or the thermal flux by controlling or regulating the temperature, the heat or the thermal flux by controlling or regulating the heat or the thermal flux, i.e. the heat flux by controlling or regulating the heat generated by Joule heating or induction heating
- B29C66/91653—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the temperature, the heat or the thermal flux by controlling or regulating the temperature, the heat or the thermal flux by controlling or regulating the heat or the thermal flux, i.e. the heat flux by controlling or regulating the heat generated by Joule heating or induction heating by controlling or regulating the voltage, i.e. the electric potential difference or electric tension
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/90—Measuring or controlling the joining process
- B29C66/95—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling specific variables not covered by groups B29C66/91 - B29C66/94
- B29C66/959—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling specific variables not covered by groups B29C66/91 - B29C66/94 characterised by specific values or ranges of said specific variables
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Description
性チューブを加熱溶融して、無菌的に接続するための可
撓性チューブ無菌的接合装置に関する。
血液成分バッグのチューブ接続、持続的腹膜透析(CA
PD)における透析液バッグと廃液バッグの交換時など
には、チューブの接続を無菌的に行うことが必要とな
る。このようなチューブの無菌的接続を行う装置として
は、特公昭61−30582号公報に示されるものがあ
る。この特公昭61−30582号公報に示されている
装置は、チューブを加熱溶融して接続するチューブ接続
装置であり、接続すべき2本の可撓性チューブを平行状
態にて保持する第1クランプおよび第2クランプと、第
1クランプおよび第2クランプ間にて可撓性チューブを
切断するための切断手段と、切断手段により切断された
可撓性チューブの接合される端部相互が密着するように
第1クランプまたは第2クランプの少なくとも一方を移
動させる移動手段とを有している。
融切断するためのウエハーと、ウエハーを加熱するため
の電源とを有している。ウエハーを加熱するための電源
としては、特開昭59−64034号公報に示されてい
るように、定電流源を用いている。そして、ウエハーの
温度制御は、抵抗体の抵抗値温度変化を利用して、抵抗
値よりウエハーの温度を予測する方法を用いている。
64034号公報に示されているように、定電流源を用
い、ウエハーの温度制御は、抵抗体の抵抗値温度変化を
利用して、抵抗値よりウエハーの温度を予測する方法で
は、実際にウエハーの温度を測定し制御するものではな
いので、確実な温度制御を行うことが困難であるという
問題点を有している。さらに、定電流源を用いた加熱回
路では、駆動回路の損失が大きいため、消費電力が大き
いという問題点もあった。そこで、本発明の目的は、可
撓性チューブを加熱溶融により切断するためのウエハー
の温度制御を確実に行うことができ、さらに、消費電力
が少ない可撓性チューブ無菌的接合装置を提供するもの
である。
は、可撓性チューブを無菌的に接合するための装置であ
って、該装置は、チューブを保持する第1クランプおよ
び第2クランプと、該第1クランプおよび第2クランプ
間にて前記可撓性チューブを切断するための切断手段と
を有し、前記切断手段は、可撓性チューブを溶融切断す
るためのウエハーと、該ウエハーを加熱するための定電
圧源と、ウエハー温度検知手段と、ウエハー加熱制御手
段とを有し、前記ウエハー加熱制御手段は、前記ウエハ
ー温度検知手段の出力に基づいて算出されるパルス幅変
調信号出力部と、該パルス幅変調信号により前記定電圧
源を制御するためのドライブ回路と、ウエハー短絡保護
回路とを有し、前記ウエハー短絡保護回路は、前記ウエ
ハーの短絡検知部と、該短絡検知部の検知信号に基づ
き、前記パルス幅変調信号出力部からのパルス幅変調信
号の前記ドライブ回路への流入を制御するパルス幅変調
信号制御部を有している可撓性チューブ無菌的接合装置
である。また、上記目的を達成するものは、可撓性チュ
ーブを無菌的に接合するための装置であって、該装置
は、少なくとも2本の可撓性チューブを平行状態にて保
持する第1クランプおよび第2クランプと、該第1クラ
ンプおよび第2クランプ間にて前記可撓性チューブを切
断するための切断手段と、該切断手段により切断された
可撓性チューブの接合される端部相互が密着するように
前記第1クランプまたは前記第2クランプの少なくとも
一方を移動させる移動手段とを有し、前記切断手段は、
前記可撓性チューブを溶融切断するためのウエハーと、
該ウエハーを加熱するための定電圧源と、ウエハー温度
検知手段と、ウエハー加熱制御手段とを有し、前記ウエ
ハー加熱制御手段は、前記ウエハー温度検知手段の出力
に基づいて、算出されるパルス幅変調信号出力部を有
し、該パルス幅変調信号により前記定電圧源を制御する
ものである可撓性チューブ無菌的接合装置である。
記ウエハー温度検知手段の出力に基づいて、補正ウエハ
ー温度算出部と、該算出部により算出された補正温度と
前記ウエハーの目的加熱温度との偏差信号を出力する偏
差信号出力部とを有し、前記パルス幅変調信号出力部
は、該偏差信号に基づいてパルス幅変調信号を出力する
ものであることが好ましい。さらに、前記ウエハー加熱
制御手段は、ウエハー短絡保護回路を有していることが
好ましい。また、前記ウエハー加熱制御手段は、該パル
ス幅変調信号により前記定電圧源を制御するためのドラ
イブ回路を有しており、前記ウエハー短絡保護回路は、
前記ウエハーの短絡検知部と、該短絡検知部の検知信号
に基づき、前記パルス幅変調信号出力部からのパルス幅
変調信号の前記ドライブ回路への流入を制御するパルス
幅変調信号制御部を有していることが好ましい。また、
前記補正ウエハー温度算出部は、比例・積分・微分補正
回路を有していることが好ましい。さらに、前記偏差信
号出力部は、比例・積分・微分補正回路を有しているこ
とが好ましい。そして、前記ウエハー温度検知手段は、
熱電対または測温抵抗体であることが好ましい。さら
に、前記ウエハー温度検知手段は、シース形熱電対また
は測温抵抗体であることが好ましい。
合装置について、図面を参照して説明する。この可撓性
チューブ無菌的接合装置1は、可撓性チューブを無菌的
に接合するための装置であって、少なくとも2本の可撓
性チューブを平行状態にて保持する第1クランプ3およ
び第2クランプ2と、第1クランプ3および第2クラン
プ2間にて可撓性チューブ48,49を切断するための
切断手段5と、切断手段5により切断された可撓性チュ
ーブ48,49の接合される端部相互48a,49aが
密着するように第1クランプ3または第2クランプ2の
少なくとも一方を移動させる移動手段とを有し、切断手
段5は、可撓性チューブ48,49を溶融切断するため
のウエハー6と、ウエハー6を加熱するための定電圧源
43と、ウエハー温度検知手段7と、ウエハー加熱制御
手段44とを有し、ウエハー加熱制御手段44は、ウエ
ハー温度検知手段7の出力に基づいて、算出されるパル
ス幅変調信号出力部59を有し、パルス幅変調信号によ
り定電圧源43を制御するものである。
合装置の一実施例の斜視図であり、図2は、図1に示し
た無菌的接合装置をケースに収納した状態を示す斜視図
であり、図3は、本発明の無菌的接合装置に使用される
電気回路の一例を示すブロック図であり、図4は、本発
明の無菌的接合装置の電気回路のウエハー加熱制御手段
の一例を示す電気回路ブロック図である。図5は、本発
明の可撓性チューブ無菌的接合装置の一実施例の上面図
である。
段について説明する。ウエハー6としては、向かい合う
ように折り曲げられた金属板と、この金属板の内面に形
成された絶縁層と、この絶縁層内に上記の金属板と接触
しないように形成された抵抗体と、この抵抗体の両端部
に設けられた通電用端子とを有するものが好適に使用さ
れる。そして、抵抗体は、通電により発熱するため、抵
抗体の発熱は、金属板に伝導されウエハー全体が通電に
より発熱する。そして、抵抗体は、通電による発熱によ
り、抵抗値が変化する。よって、定電圧源を単に使用
し、ウエハーへの電力供給を調整するだけでは、十分な
ウエハーの温度制御ができない。そこで、この実施例の
無菌的接合装置1では、ウエハー加熱制御手段を有して
いる。
ように、ウエハー加熱制御回路55および補正ウエハー
温度算出部51を有しており、さらに、図4に示すよう
にウエハー短絡保護回路65を有することが好ましい。
ウエハー加熱制御回路55は、温度検知手段7からの出
力に基づいて、算出されるパルス幅変調信号出力部59
を有し、パルス幅変調信号により定電圧源43を制御す
るものである。具体的には、ウエハー温度検知手段7の
出力に基づいて、補正ウエハー温度を算出する補正ウエ
ハー温度算出部56と、算出部により算出された補正温
度とウエハーの目的加熱温度との偏差信号を出力する偏
差信号出力部57とを有し、パルス幅変調信号出力部5
9は、偏差信号に基づいてパルス幅変調信号を出力する
ものである。温度検知手段7としては、熱電対または測
温抵抗体であることが好ましい。より好ましくは、シー
ス形熱電対または測温抵抗体であり、特に、シース形熱
電対が好ましい。
体的に説明すると、温度検知手段7である熱電対からの
温度検知信号aが、補正ウエハー温度算出部51のPI
D補正器56(比例・微分・積分補正器1)に入力さ
れ、補正された補正温度信号bが出力される。このPI
D補正器56では、例えば、式1 b=1/K・a・(1+K1・T・da/dt)・・・(1) により、補正値を算出する。Kは、ウエハーと熱電対と
の結合係数であり、K1は、切断される可撓性チューブ
に起因する補正係数であり、Tは、熱電対の熱時定数で
ある。このような補正を行う目的は、ウエハーと熱電対
との間での熱伝導損失に基づく補正(K)を行うこと、
熱電対の熱時定数(T)を考慮した補正を行うことにあ
る。そして、式1に示すように、補正温度信号bは、1
/Kは定数であるので、実測されたウエハー温度信号a
より、ウエハー温度が上昇している間は、K1・T・d
a/dt分だけ、高く算出される。熱電対が検知する温
度は、熱電対の内部温度であり、ウエハーの表面温度に
対して遅れを持っている。しかし、上記の補正を行うこ
とにより、熱電対の遅れを一次遅れに近似して時定数T
とし、補正関数としては、逆に時定数Tの一次進み演算
を行うので、ウエハー表面温度を時間遅れなく正確に算
出することができる。
より、ウエハー温度下降時にも、正確なウエハー表面温
度を時間遅れなく正確に算出することができる。そし
て、サンプリングタイム(△t)を考慮して、式1を書
き直すと、式2となる。 b(t+△t)=1/K・a(t+△t)・{1+K1
・T/△t・[a(t+△t)−a(t)]}・・・
(2) このようにして、算出される補正温度信号bは、目標と
するウエハー温度信号cと比較され、偏差信号出力部5
7より偏差信号dが出力される。この偏差信号dは、制
御系の応答性を高めるために適当な伝達関数に設計され
たPID補正器2に入力され、補正偏差信号eとして、
出力される。この補正偏差信号eは、パルス幅変調信号
出力部(PWM信号作成回路)59に入力される。PW
M信号作成回路59は、上記の補正偏差信号eと搬送波
発振回路60によって作成される所定周波数に同期し、
補正偏差信号eに比例したパルス幅の信号(PWM変調
したパルス列信号)fを出力する。このパルス列信号f
は、ゲート回路61を通り、ドライブ回路62に流入す
る。ドライブ回路62は、半導体スイッチング素子であ
るトランジスタ、サイリスタなどにより構成されてお
り、入力されたパルス列信号gは、スイッチング、タイ
ミング信号として作用し、パルス列信号gがHの状態の
ときのみ、定電圧源とウエハーが接続される。ドライブ
回路62とウエハー6との接続は、接続端子39により
行われてる。定電圧源43とウエハー6は、パルス列信
号gに基づき断続的に接続され、ウエハーは、目的とす
るウエハー温度に制御される。
略は、図19に示すようになり、定電流方式の加熱回路
の損失を求めると、損失(Wo’)は、 Wo’=(Vi−Vo)Ioであり、 Wo’=[Vce+{(Vi−Vce)−Vo}]・Io (A)となる。 また、PWM方式の場合の加熱回路の概略は、図20に
示すようになり、駆動回路の損失(Wo)は、 Wo=Vo/Vi・Vce・Io+W1であり、(B) W1は、ドライブ回路を構成するトランジスタのスイッ
チング損失である。そして、WoとWo’を比較する
と、B式において、一般的に次の関係が成り立つ。 Vo/Vi・Vce・Io>W1 次に、A式において、一般的に次の関係が成り立つ。 Vce≪(Vi−Vce)−Vo これにより、A式およびB式の第1項目、第2項目を比
較すると、 Vo/Vi・Vce・Io<Vce・Io W1<(Vi−Vce)−Vo}・Io よって、Wo<Wo’となり、PWM方式の方が、定電
流方式に比べて、消費電力が小さいものである。
4を用いて説明する。通常状態においては、コンパレー
タ67からの信号jが、ラッチ回路68に入力されてい
ないため、ラッチ回路68は、ゲート回路61(アンド
回路)に対して、常にHの信号を出力している。このた
め、ゲート回路は、PWM信号fのON/OFF(H/
L)に従って、信号gをドライブ回路62に出力する。
そして、図4に示すように、ウエハー6には、シャント
抵抗66が、電気的に接続されており、シャント抵抗6
6の電圧Vは、コンパレータ67により、設定電圧Vs
etと比較されている。通常状態では、シャント抵抗間
の電圧Vは、設定電圧Vsetより低いため、コンパレ
ータ67から信号jは出力されない。しかし、ウエハー
6が短絡すると、シャント抵抗66に規定以上の電流が
流れるため、シャント抵抗66の電圧Vが上昇し、設定
電圧Vsetより大きくなると、コンパレータ67から
信号jが、ラッチ回路68に出力される。ラッチ回路6
8は、一度信号jが入力されるとその状態を保持する機
能を有している。このため、一度信号jが入力される
と、ゲート回路61(アンド回路)に対して、常にLの
信号を出力する。このため、ゲート回路61からは、P
WM信号fに基づく信号gが、ドライブ回路62に出力
されなくなり、回路が保護される。そして、短絡事故を
起こしたウエハーを交換した後、リセットスイッチ69
を押すと、ラッチ回路68は、ゲート回路61(アンド
回路)に対して、Hの信号を出力する。ラッチ回路68
は、一度リセット信号kが入力されるとその状態を保持
し、通常状態に復帰する。
いて説明する。この無菌的接合装置1は、図1、図2、
図5、図10に示すように、少なくとも2本の可撓性チ
ューブを平行状態にて保持する第1クランプ3および第
2クランプ2を有している。モータの作動により回転す
るギア30、ギア30の回転により回転するギア31、
ギア31の回転により回転するシャフト32、シャフト
の両端が回転可能に固定されたフレーム9、第1クラン
プ3の原点位置でのがたつきを防止するための防止部材
11、マイクロスイッチ13,14,15、第1クラン
プ3を移動させるための駆動用アーム18、第1クラン
プ3を移動させるためのカム19、切断手段5、切断手
段5および第2クランプを駆動させるためのカム17、
第2クランプ2を第1クランプ側に押圧する押圧部材3
3、第1クランプ3の後退位置を規制する規制部材2
5、第1クランプ3のがたつきを防止するためのバネ部
材27、ウエハー交換レバー22,ウエハーカートリッ
ジ8、ウエハーカートリッジ交換レバー24、使用済ウ
エハー収納箱把持部材28、使用済ウエハーを収納箱に
誘導するための誘導部材26、使用済ウエハー収納箱2
9、操作パネル50を有している。
段5により切断された可撓性チューブ48,49の接合
される端部相互48a,49aが向かい合うように第1
クランプ3を移動させる第1クランプ移動機構と、切断
手段5をチューブ側に(上方に)移動させ、切断後再び
チューブより離れる方向(下方に)に移動させるための
移動機能と、第2クランプ2を第1クランプ3に対し
て、近接および離間する方向に移動させる第2クランプ
移動機構とを有している。切断手段駆動機構には、切断
手段5を2本のチューブの軸に対して垂直に上方に移動
させ、チューブ切断後下方に移動させるものであり、第
1クランプ移動機構は、チューブ切断後、第1クランプ
3を2本のチューブの軸に対して水平状態にて直交方向
(より具体的には、後方に)に移動させるものであり、
第2クランプ移動機構は、第2クランプ2を第1クラン
プ側に近づくように、2本のチューブの軸に対して水平
状態にてごくわずか平行に移動させるものである。
ついて説明する。第1および第2クランプ3,2は、図
1、図5、図7および図10に示すように構成されてい
る。具体的には、第1クランプ3は、図10に示すよう
に、ベース3bと、このベース3bに回転可能に取り付
けられたカバー3aと、ベース3bが固定されたクラン
プ固定台3cを有している。そして、このクランプ固定
台3cは、リニアテーブルに固定されている。リニアテ
ーブルは、クランプ固定台3cの下面に固定された移動
台3dと、移動台3dの下部に設けられたレール部材3
nにより構成されている。そして、このリニアテーブル
により、第1クランプ3は、接合するチューブ48,4
9の軸に対して垂直方向、言い換えれば、切断された可
撓性チューブの接合される端部相互が向かい合うよう、
歪みがなく移動する。よって、この実施例の無菌的接合
装置1では、第1クランプ移動機構は、上記のリニアテ
ーブル、モータ、ギア30、ギア31、シャフト32、
駆動用アーム18、カム19により構成されている。そ
して、この接合装置1では、図1および図5に示すよう
に、第1クランプ固定台3cの後方と、接合装置1のフ
レームとを接続するバネ部材27が設けられており、第
1クランプ3は、常時後方に引っ張られた状態となって
おり、第1クランプ3(正確には、第1クランプ固定台
3c)のがたつきを少ないものとしている。また、図
1、図5に示すように、第1クランプ3のチューブ装着
位置(言い換えれば、第1クランプが最も前に出た状態
の位置)にて、第1クランプ3のがたつきを防止するた
めの防止部材11が、フレーム9の側面に固定されてい
る。よって、第1クランプ3は、チューブ装着位置で
は、バネ部材27により後方に引っ張られた状態、つま
り、後方側にがたつきがない状態であり、かつ前方をが
たつき防止部材により、それより前方に移動できないよ
うになっている。よって、第1クランプ3は、チューブ
装着位置では、がたつきがないように構成されている。
また、接合装置1には、図1および図5に示すように、
第1クランプ3(正確には、第1クランプ固定台3c)
の後方の最大移動位置を規制する規制部材25が設けら
れている。
0に示すように、ベース2bと、このベース2bに回転
可能に取り付けられたカバー2aと、ベース2bが固定
されたクランプ固定台2cを有している。そして、この
クランプ固定台2cは、リニアテーブルに固定されてい
る。リニアテーブルは、クランプ固定台2cの下面に固
定された移動台2dと、移動台2dの下部に設けられた
レール部材2nにより構成されている。そして、このリ
ニアテーブルにより、第2クランプ2は、接合するチュ
ーブ48,49の軸に対して平行な方向、言い換えれ
ば、第2クランプ2を第1クランプ3に対して、近接お
よび離間する方向にのみ、歪みがなく移動する。
装置1のフレームとクランプ固定台2cとの間には、押
圧部材33が設けられており、常時第2クランプ2(正
確には、第2クランプ固定台2c)を第1クランプ側に
押している。押圧部材としては、バネ部材が好適に使用
される。そして、この押圧部材33は、第1および第2
クランプ3,2により2本の可撓性チューブ48,49
を押し潰すようにして把持した時の、可撓性チューブの
反発力より押圧部材33の押圧力は弱いものが使用され
ており、可撓性チューブを把持したとき、第2クランプ
2が第1クランプ3より若干は離間する方向に動くよう
に構成されている。よって、この実施例の無菌的接合装
置1では、第2クランプ移動機構は、上記のリニアテー
ブル、モータ、ギア30、ギア31、シャフト32、カ
ム17、押圧部材33により構成されている。
プ2は、図10に示すように、保持するチューブを斜め
に押し潰した状態で保持するように構成されている。ク
ランプ3,2は、ベース3b,2bに旋回可能に取り付
けられたカバー3a,2aを有しており、ベース3b,
2bには、2つのチューブを載置するために平行に設け
られた2つのスロット3f,3eおよび2f,2eを有
している。そして、スロット3f,3eとスロット2
f,2eが向かい合う部分のベース3b,2bの端面に
は、鋸刃状の閉塞部材3h,2hが設けられている。そ
して、カバー3a,2aには、上記のベース3b,2b
の閉塞部材3h,2hに対応する形状の鋸刃状の閉塞部
材3g,2gが設けられている。カバー3a,2aの内
表面は平坦となっている。そして、カバー3a,2aに
は、それぞれ旋回カムを有しており、この旋回カムは、
カバー3a,2aを閉じると、ベース3b,2bのロー
ラと係合する。そして、2本のチューブは、カバー3
a,2aが閉じられたとき、ベース3bの閉塞部材3h
とカバー3aの閉塞部材3gとの間、およびベース2b
の閉塞部材2hとカバー2aの閉塞部材2gとの間によ
り、斜めに押し潰され、閉塞した状態で保持される。ま
た、第1クランプ3は、第2クランプ方向に突出する突
出部3iを有し、第2クランプ2が、この突出部3iを
収納する凹部2iを有しているので、第2クランプ2
は、第1クランプ3を閉塞しないと、閉塞できないよう
に構成されている。
ように、モータにより回転するギア30と、このギア3
0の回転により回転するギア31を有しており、ギア3
1のシャフト32には、図7に示すように、2つのカム
19,17が固定されており、カム19,17は、ギア
31の回転と共に回転する。そして、カム19の右側面
には、図8に示すような形状の第1クランプ駆動用のカ
ム溝19aが設けられている。そして、カム19のカム
溝19a内を摺動するフォロア18aを中央部に有する
第1クランプ移動用アーム18が設けられている。ま
た、アーム18の下端は、支点18bによりフレーム9
に回動可能に支持されており、アーム18の上端は、第
1クランプ3のクランプ固定台3cに設けられた支点1
8cにより回動可能に支持されている。よって、第1ク
ランプ3は、リニアテーブルのレール部材3nに沿っ
て、図8に示すように、カム19の回転により、カム溝
19aの形状に従い矢印に示すように、2本のチューブ
の軸に対して水平状態にて直交方向後方に移動する。
ーを交換可能に保持するウエハー保持部5aと、ウエハ
ー保持部5aの下方に設けられたアーム部5cと、アー
ム部5cの端部に設けられたフォロア5bと、ヒンジ部
5dと、フレーム9への取付部5eを有している。そし
て、ヒンジ部5dによりフレーム9に対して旋回可能と
なっている。そして、図6に示すように、切断手段5の
右側面には、ウエハー加熱用の電気接続端子39、ウエ
ハーの温度検知のための温度検知手段7が固定されてい
る。温度検知手段7としては、熱電対または測温抵抗体
であることが好ましい。より好ましくは、シース形熱電
対または測温抵抗体であり、特に、シース形熱電対が好
ましい。ウエハー6としては、向かい合うように折り曲
げられた金属板と、この金属板の内面に形成された絶縁
層と、この絶縁層内に上記の金属板と接触しないように
形成された抵抗体と、この抵抗体の両端部に設けられた
通電用端子とを有するものが好適に使用される。
すように、左側面に切断手段駆動用のカム溝17aを有
している。そして、切断手段5のフォロア5bは、カム
17のカム溝17a内に位置しており、カム溝17a内
をカム溝の形状に沿って摺動する。よって、切断手段5
は、図9に示すように、カム17の回転により、カム溝
17aの形状に従い上下に、言い換えれば、2本のチュ
ーブの軸に対して、直交かつ垂直方向上下に移動する。
さらに、カム17は、図7に示すように、中央部に第2
クランプ2の駆動用のカム溝17cを有している。カム
溝17cは、左側面17fおよび右側面17eを有して
おり、左側面17fおよび右側面17eにより、第2ク
ランプの位置を制御する。第2クランプ固定台2cには
下方にのびる突出部を有しており、その先端にはフォロ
ア20が設けられている。このフォロア20は、第2ク
ランプ2の駆動用のカム溝17c内を摺動する。そし
て、図7に示すように、フォロア20とカム溝17cの
側面間には、若干の隙間ができるように形成されてい
る。そして、第2クランプ固定台2cは、バネ部材33
により常時押されているため、通常状態では、フォロア
20は、カム溝17cの左側面17fに当接するように
なり、フォロア20とカム溝17cの右側面17eとの
間に若干の隙間ができる。しかし、第1および第2クラ
ンプ3,2により2本のチューブを保持すると、上述の
ように、2つのクランプ3,2はそれぞれ、2本のチュ
ーブを押し潰すように閉塞し保持するため、チューブの
閉塞に起因する反発力が生ずる。そして、バネ部材33
は、上記チューブの閉塞に起因する反発力より小さい力
のものが用いられているため、クランプ3,2がチュー
ブを保持する状態では、図7に示すように、フォロア2
0は、カム溝17cの右側面17eに当接するようにな
り、フォロア20とカム溝17cの左側面17fとの間
に若干の隙間ができる。しかし、上述の切断手段5によ
りチューブが切断されと、チューブの閉塞に起因する反
発力が消失するため、通常状態に戻り、フォロア20
は、カム溝17cの左側面17fに当接するようにな
り、フォロア20とカム溝17cの右側面17eとの間
に若干の隙間ができる。このように、バネ部材33の作
用およびチューブの反発力により、フォロア20が当接
するカム溝の摺動面が経時的に変化するように構成され
ている。
に凹部17dが形成されている。この凹部17d部分を
フォロア20が通過する時期は、切断手段によりチュー
ブの切断後であるため、フォロア20は、カム溝17c
の左側面17fを沿って摺動している状態であり、よっ
て、フォロア20は凹部17d部分に入る。このため、
凹部17dの深さ分だけ、第2クランプ2が第1クラン
プ3方向に移動することになる。これにより、チューブ
の接合がより確実となる。そして、カム溝17cの右側
面17eにも凹部17gが設けられている。この凹部1
7gは、クランプ3,2の内面の清掃のためのものであ
る。この凹部17gを設けることにより、第2クランプ
2をバネ部材33側に押すことにより、フォロア20が
凹部17gに当接するまで、第2クランプ2を第1クラ
ンプ3より離間する方向に移動することができ、これに
より、第1クランプ3と第2クランプとの間に隙間が形
成される。形成された間隙内に清掃部材、例えば、アル
コールなどのある程度切断されるチューブの形成材料を
溶解できる溶剤を含有した綿棒により清掃することが可
能となる。この凹部17gは、図7に示すように、左側
面17fの凹部17d(第2クランプ2の幅寄せが行わ
れる部分)とほぼ向かい合う位置に設けられている。第
2クランプ固定台2cの下方にのびる突出部に設けられ
たフォロア20が凹部17d部分に入っているときは、
チューブ切断後、目的とするチューブ相互を接合した状
態であり、この状態にて、第2クランプは停止する。ま
た、第1クランプも既に停止しており、かつ、第1クラ
ンプ3は、第2クランプとずれた位置にある。具体的に
は、図1に示すように、第1クランプ3が、第2クラン
プ2より後退しており、第1クランプ3は、第2クラン
プとずれた位置にある。このため、この状態では、第2
クランプ2の先端部の内面が若干露出しており、さら
に、第1クランプの後端部の内面も若干露出している。
よって、露出した第2クランプ2の内面および第1クラ
ンプ3は、その清掃が容易である。
図面を用いて説明する。図11は、切断手段、第1クラ
ンプ、第2クランプの動作を示すタイミングチャートで
ある。図12,図13および図14は、無菌的接合装置
の作用を説明するためのフローチャートである。図1
5、図16、図17および図18は、無菌的接合装置の
作用を説明するための説明図である。この接合装置1で
は、接合作業終了時の第1クランプ3は、第2クランプ
2とずれた位置となっており、図11のタイミングチャ
ートの停止位置にある。図11のタイミングチャートの
横軸の角度は、原点(第1クランプと第2クランプの位
置があっている状態)を0°とし、その後のギア31の
シャフト32の回転角度、言い換えれば、カム17およ
びカム19の回転角度のときの、切断手段(ウエハ
ー)、第1クランプ3、第2クランプ2の動きを示すも
のである。
すように、図3のパネル50に設けられている電源スイ
ッチを押す。これにより、図3に示す制御器40を構成
するCPUにより、接合装置1は、異常が無いか(具体
的には、内部コネクタの抜けがないか、熱電対の断線が
ないか、内部定電圧源に不良がないか)を判断し、異常
がある場合は、ブザーが鳴動する。続いて、図3のパネ
ル50に設けられているクランプリセットスイッチ53
を押す。CPUにより、第1および第2クランプが開い
ているか否か、第1および第2クランプが原点にないか
否か、ウエハー交換レバーが原点にあるか否かを判断す
る。なお、この実施例の無菌的接合装置1で使用するク
ランプは、上述のように、第1クランプ3が、第2クラ
ンプ方向に突出する突出部3iを有し、第2クランプ2
が、この突出部3iを収納する凹部2iを有しているの
で、第2クランプ2は、第1クランプ3を閉塞しない
と、閉塞できないように構成されている。このため、第
1および第2クランプが開いていることは、第2クラン
プが閉塞されたときに、接触するレバー16と、このレ
バー16によりON/OFFされるマイクロスイッチ1
3により検知される。具体的には、マイクロスイッチ1
3は、第2クランプが解放状態のときは、OFFとなっ
ており、第2クランプ2が閉塞されたときにレバー16
と接触し、レバー16が動きマイクロスイッチ13をO
N状態とする。このマイクロスイッチ13のON/OF
F信号は、制御器40に入力される。第1および第2ク
ランプが原点にないことは、それぞれのカムの円周上に
設けられた溝をマイクロスイッチSW5(73),SW
6(74)が検知することにより判断される。ウエハー
交換レバー22が原点にあることは、マイクロスイッチ
14により検知される。レバー22が、原点にある場合
は、マイクロスイッチ14がONとなり、原点にない場
合は、OFFとなり、このマイクロスイッチ14のON
/OFF信号は、制御器40に入力される。
の点すべてがYESの場合、モータを作動させ、第1お
よび第2クランプを原点に復帰させる。また、上述の4
つの点のうちいずれか1つでもNoの場合、ブサーが鳴
動し、異常ランプが点灯し、手動解除を行い、リセット
スイッチを押すことにより、異常ランプが消灯する。第
1および第2クランプが原点に到達した後、2本の可撓
性チューブ48,49を第1および第2クランプに装着
する。この状態での第1および第2クランプ3,2は、
図10に示すように、両者とも開放した状態であり、か
つ両者に設けられたスロット3eと2eおよび3fと2
fは互いに向かいあった状態となっている。そして、使
用中のチューブ49を手前側のスロット3f,2fに装
着し、接続される未使用のチューブ48を奥側のスロッ
ト3e,2eに装着する。そして、上記のように第1お
よび第2クランプ3,2を閉塞した後、ウエハー交換レ
バー22をクランプ側に押して、ウエハーを交換する。
ウエハー交換レバー22をクランプ側に引くことによ
り、ウエハーカートリッジ8内より、新しいウエハーが
取り出され、新しいウエハーが、切断手段5に装着され
ている待機ウエハーを押し、待機ウエハーが切断手段5
に装着されていた使用済ウエハーを押し、待機ウエハー
が使用位置に装着されるとともに、使用済ウエハーは、
使用済ウエハー収納箱29内に収納される。続いて、パ
ネル50の開始スイッチを押すと図13のフローチャー
トのに移行し、図3に示す制御器40を構成するCP
Uにより、第1および第2クランプが閉じているか否
か、ウエハーが交換済であるか否か、第1および第2ク
ランプが原点にあるか否か、ウエハー交換レバーが原点
にあるか否か、第1および第2クランプが閉じているか
否かは、第2クランプが閉塞されたときに、接触するレ
バー16と、このレバー16によりON/OFFされる
マイクロスイッチ13により検知される。具体的には、
マイクロスイッチ13は、第2クランプが解放状態のと
きは、OFFとなっており、第2クランプ2が閉塞され
たときにレバー16と接触し、レバー16が動き、マイ
クロスイッチ13をON状態とする。このマイクロスイ
ッチ13のON/OFF信号は、制御器40に入力され
る。ウエハーが交換済であるか否かは、ウエハー交換レ
バー22をクランプ方向に押し、ウエハー交換作業を行
うと、交換レバー22は、マイクロスイッチ15を一度
ONさせるので、マイクロスイッチ15からのON信号
により交換されたか否か検知される。マイクロスイッチ
15のON/OFF信号は、制御器40に入力される。
第1および第2クランプが原点にあるか否かは、上述の
ようにマイクロスイッチ13により検知する。
の点のいずれか1つでもNoの場合、ブサーが鳴動し、
図12のにもどる。また、上述の4つの点のすべてが
YESの場合、動作中ランプ47が点灯し、ウエハーの
加熱が開始される。ウエハーの加熱開始後、ウエハー電
流が設定値以上であるか判断し、これは、ウエハーが短
絡しているかを判断するためである。そして、ウエハー
電流が設定値以上(シャント抵抗にかかる電圧が所定値
以上)でない場合は、0.3秒待った後に、ウエハー電
流が設定値範囲内であるか判断する。これは、ウエハー
が使用済のものである場合、抵抗体の熱履歴のために、
抵抗値が低下するため、ウエハー電流を測定し、あらか
じめ設定したウエハー電流と比較し、設定範囲内(許容
範囲内)であるかを検知し、これにより、ウエハーが使
用済であるかを電気的に判断する。上記のウエハー電流
が設定値以上である場合(ウエハーが短絡している場
合)および、上述のウエハー電流が設定範囲内でない場
合(ウエハーが使用済みの場合)は、ブサーが鳴動し、
ウエハーの加熱を停止し、ウエハー異常ランプが点灯
し、リセットスイッチが押された後、図12のフローチ
ャートに移行する。そして、ウエハー電流と比較し、
設定範囲内(許容範囲内)である場合は、ウエハーの加
熱が継続される。ウエハー6の加熱は、ウエハー温度検
知手段である熱電対7の温度検知出力に基づいて、算出
されるパルス幅変調信号により定電圧源43を制御しな
がら行われる。そして、ウエハーの過剰加熱を防止する
ために、ウエハーの加熱時間が所定時間内であるか判断
し、また、ウエハー電流が所定値範囲内であるか判断
し、所定値以上、つまりウエハーが短絡事故を起こして
いる場合は、直ちにブサーが鳴動し、ウエハーの加熱を
停止し、図12のフローチャートに移行する。そし
て、ウエハーの温度が設定温度に達すると、図14のフ
ローチャートに移行し、モータが作動し、これによ
り、ギア30、ギア31、カム19,17が回転し、切
断手段(ウエハー)が上昇し、チューブの切断、第1ク
ランプの後退、切断手段(ウエハー)の下降、第2クラ
ンプの第1クランプ側への幅寄せが行われる。
9に示す矢印方向に回転することにより、切断手段5の
フォロア5bは、カム溝17a内を摺動する。当初図9
および図11に示すカム溝の原点Oがフォロア5bと接
触していた状態より、図9および図11に示すカム溝1
7aの点Aがフォロア5bと接触するようになる。そし
て、図9および図11に示すカム溝17aの点Aがフォ
ロア5bと接触する状態から、カム溝17aの点Bがフ
ォロア5bと接触する状態に至るまでの間、図11に示
すように、なだらかに切断手段5は上昇し、この間にお
いて、2本の可撓性チューブが切断される。図15およ
び図16を用いて説明すると、2本のチューブ48,4
9は、第1クランプ3および第2クランプ2により保持
されており、第1クランプ3および第2クランプ2の間
に位置するチューブ部分48a,49aが形成され、そ
の下方に切断手段のウエハー6が位置している。そし
て、上述のように、カム17の回転により、切断手段5
(ウエハー6)が上昇することにより、図16に示すよ
うに、2本のチューブの第1クランプ3および第2クラ
ンプ2の間に位置するチューブ部分48a,49aにて
両者を溶融切断する。
フォロア5bと接触する状態から、カム溝17aの点C
がフォロア5bと接触する状態に至るまでの間、図9お
よび図11に示すように、切断手段5は、上昇した状態
が維持され、チューブ48a,49aの切断された端部
を十分に溶解する。そして、図9および図11に示すカ
ム溝17aの点Cがフォロア5bと接触する状態から、
カム溝17aの点Eがフォロア5bと接触する状態に至
るまでの間、図9および図11に示すように、なだらか
に切断手段5は下降する。また、図8に示すように、カ
ム19が矢印方向に回転することにより、第1クランプ
を移動させるためのアーム18に設けられたフォロア1
8aは、カム溝19a内を摺動する。当初図8および図
11に示すカム溝の原点Oがフォロア18aと接触して
いた状態より、図8および図11に示すカム溝19aの
点Fがフォロア18aと接触するようになる。図11の
タイミングチャートに示すように、切断手段5のフォロ
ア5bがカム溝17aの点Bに至るより若干早く、フォ
ロア18aは、カム溝19a点Fに至る。そして、図8
および図11に示すように、カム溝19aの点Fがフォ
ロア18aと接触する状態から、カム溝19aの点Gが
フォロア18aと接触する状態に至るまでの間、図11
に示すように、徐々に第1クランプ3は後退し、図17
に示す状態となり、接合されるチューブ部分49aと4
8aがウエハー6を介して向かい合った状態となる。こ
の状態は、図11のタイミングチャートに示すように、
カム溝19aの点Gがフォロア18aと接触する状態か
ら、カム溝17aの点Cがフォロア5bと接触する状態
に至るまでの間維持される。そして、第1クランプの位
置は、点Gがフォロア18aと接触する状態から、カム
溝19aの点Hがフォロア18aと接触する状態に至る
までの間、図17の状態が維持される。なお、切断手段
5は、上述のように、図9および図11に示すカム溝1
7aの点Cがフォロア5bと接触する状態から、カム溝
17aの点Eがフォロア5bと接触する状態に至るまで
の間、図9および図11に示すように、なだらかに下降
し、接合されるチューブ部分48a,49aが当接す
る。
態、言い換えれば、カム溝17aの点Eがフォロア5b
と接触する状態に至ったときとほぼ同時に、図7および
図11に示すように、第2クランプ2が、第1クランプ
側に幅寄せを行う。具体的には、図7および図11に示
すように、カム溝17cの左側面17fの凹部17dの
点Mが、第2クランプ2を駆動させるためのフォロア2
0と接触する状態から、左側面の点Lがフォロア20と
接触する状態に至るまでの間、徐々に、第2クランプ2
は、第1クランプ3側に移動し、カム溝17cの凹部1
7dの点Lが、フォロア20と接触する状態から、凹部
17dの点Kがフォロア20と接触する状態に至るまで
の間、幅寄せした状態を維持する。この幅寄せにより、
チューブ部分48a,49aの両者は確実に密着するの
で、両者の接合をより確実なものとにすることができ
る。そして、カム溝17cの凹部17dの点Kが、フォ
ロア20と接触する状態から、左側面17fの点Jがフ
ォロア20と接触する状態に至るまでの間、徐々に、第
2クランプ2は、第1クランプ3側より離れる方向に移
動し、この状態にて、モータの作動が停止する。
3および第2クランプ2の位置は、図18に示すよう
に、図17と同様にずれた位置となっている。そして、
図14のフローチャートに示すように、熱電対によりウ
エハー温度が検知され、ウエハー温度が設定値以下にな
ると、動作ランプが消灯し、ブサーが鳴動する。そし
て、図18に示すように、第1クランプ3および第2ク
ランプ2を開き、チューブを取り出すことにより、チュ
ーブの接合作業が終了する。また、図14のフローチャ
ートには記載していないが、図7および図11に示すカ
ム溝17aの点Aがフォロア5bと接触する状態より、
カム溝17aの点Cがフォロア5bと接触する状態に至
るまでの間、言い換えれば、切断手段5が上昇を開始し
てから下降を開始するまでの間も、図13のフローチャ
ートに示すようにウエハーが設定温度であるかを判断
し、ウエハー温度検知手段である熱電対7の温度検知出
力に基づいて、算出されるパルス幅変調信号により定電
圧源43を制御し、ウエハーの温度制御を行うことが好
ましい。これは、一度ウエハーが設定温度に到達して
も、切断するチューブ48,49にウエハーが接触する
ことにより、ウエハーの熱がチューブにより吸収され低
下するため、その補正を行うためである。特に、上述の
ように、図4における加熱制御回路55が、温度検知手
段7である熱電対からの温度検知信号aを、補正ウエハ
ー温度算出部51のPID補正器56(比例・微分・積
分補正器1)により補正し、補正した補正温度信号bを
出力するものとし、その補正を式1b=1/K・a・
(1+K1・T・da/dt)・・・(1)により、補
正値を算出するものとすると、補正温度信号bは、ウエ
ハーの温度の低下によって、温度検知信号である熱電対
の実際の温度が低下するまでの時間遅れを、K1・T・
da/dtにて補正しているので、実際のウエハーの低
下温度を正確に検知するので、対応早く、ウエハーの温
度制御を行うことができる。
は、可撓性チューブを無菌的に接合するための装置であ
って、該装置は、チューブを保持する第1クランプおよ
び第2クランプと、該第1クランプおよび第2クランプ
間にて前記可撓性チューブを切断するための切断手段と
を有し、前記切断手段は、可撓性チューブを溶融切断す
るためのウエハーと、該ウエハーを加熱するための定電
圧源と、ウエハー温度検知手段と、ウエハー加熱制御手
段とを有し、前記ウエハー加熱制御手段は、前記ウエハ
ー温度検知手段の出力に基づいて算出されるパルス幅変
調信号出力部と、該パルス幅変調信号により前記定電圧
源を制御するためのドライブ回路と、ウエハー短絡保護
回路とを有し、前記ウエハー短絡保護回路は、前記ウエ
ハーの短絡検知部と、該短絡検知部の検知信号に基づ
き、前記パルス幅変調信号出力部からのパルス幅変調信
号の前記ドライブ回路への流入を制御するパルス幅変調
信号制御部を有している。特に、定電圧源とパルス幅変
調信号回路を用いることにより、消費電力を小さいもの
とすることができ、さらに、パルス幅変調信号により定
電圧源を制御することにより、可撓性チューブを加熱溶
融により切断するためのウエハーの温度制御を確実に行
うことができ、確実なチューブの接合を行うことができ
る。
置の一実施例の斜視図である。
に収納した状態を示す斜視図である。
電気回路の一例を示すブロック図であ
ウエハー加熱制御手段の一例を示す電気回路ブロック図
である。
置の一実施例の上面図である。
置に使用される切断手段の説明図である。
断手段の動作を説明するために説明図である。
説明図である
図である。
れる第1および第2クランプの一例を示す斜視図であ
る。
び切断手段の動作タイミングを示すタイミングチャート
である。
説明するためのフローチャートである。
説明するためのフローチャートである。
説明するためのフローチャートである。
説明するための説明図である。
説明するための説明図である。
説明するための説明図である。
説明するための説明図である。
の概略図である。
の概略図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 可撓性チューブを無菌的に接合するため
の装置であって、該装置は、チューブを保持する第1ク
ランプおよび第2クランプと、該第1クランプおよび第
2クランプ間にて前記可撓性チューブを切断するための
切断手段とを有し、前記切断手段は、可撓性チューブを
溶融切断するためのウエハーと、該ウエハーを加熱する
ための定電圧源と、ウエハー温度検知手段と、ウエハー
加熱制御手段とを有し、 前記ウエハー加熱制御手段は、前記ウエハー温度検知手
段の出力に基づいて算出されるパルス幅変調信号出力部
と、該パルス幅変調信号により前記定電圧源を制御する
ためのドライブ回路と、ウエハー短絡保護回路とを有
し、 前記ウエハー短絡保護回路は、前記ウエハーの短絡検知
部と、該短絡検知部の検知信号に基づき、前記パルス幅
変調信号出力部からのパルス幅変調信号の前記ドライブ
回路への流入を制御するパルス幅変調信号制御部を有し
ている ことを特徴とする可撓性チューブ無菌的接合装
置。 - 【請求項2】 前記可撓性チューブ無菌的接合装置は、
少なくとも2本の可撓性チューブを平行状態にて保持す
る第1クランプおよび第2クランプと、該第1クランプ
および第2クランプ間にて前記可撓性チューブを切断す
るための切断手段と、該切断手段により切断された可撓
性チューブの接合される端部相互が密着するように前記
第1クランプまたは前記第2クランプの少なくとも一方
を移動させる移動手段とを有している請求項1に記載の
可撓性チューブ無菌的接合装置。 - 【請求項3】 前記ウエハー加熱制御手段は、前記ウエ
ハー温度検知手段の出力に基づいて補正ウエハー温度を
算出する補正ウエハー温度算出部と、該補正ウエハー温
度算出部により算出された補正温度と前記ウエハーの目
的加熱温度との偏差信号を出力する偏差信号出力部とを
有し、前記パルス幅変調信号出力部は、該偏差信号に基
づいてパルス幅変調信号を出力するものである請求項1
または2に記載の可撓性チューブ無菌的接合装置。 - 【請求項4】 前記ウエハー温度検知手段は、熱電対ま
たは測温抵抗体である請求項1ないし3のいずれかに記
載の可撓性チューブ無菌的接合装置。 - 【請求項5】 前記補正ウエハー温度算出部は、比例・
積分・微分補正回路を有している請求項3に記載の可撓
性チューブ無菌的接合装置。 - 【請求項6】 前記偏差信号出力部は、比例・積分・微
分補正回路を有している請求項3に記載の可撓性チュー
ブ無菌的接合装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26067892A JP3354602B2 (ja) | 1992-09-03 | 1992-09-03 | 可撓性チューブ無菌的接合装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP26067892A JP3354602B2 (ja) | 1992-09-03 | 1992-09-03 | 可撓性チューブ無菌的接合装置 |
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JPH0678971A JPH0678971A (ja) | 1994-03-22 |
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Family
ID=17351258
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP26067892A Expired - Lifetime JP3354602B2 (ja) | 1992-09-03 | 1992-09-03 | 可撓性チューブ無菌的接合装置 |
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Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP4046655B2 (ja) | 2003-07-04 | 2008-02-13 | テルモ株式会社 | チューブ接合装置 |
CN103767741B (zh) | 2013-12-19 | 2015-08-19 | 武汉佰美斯医疗科技有限公司 | 血袋无菌接驳方法及该方法使用的设备 |
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1992
- 1992-09-03 JP JP26067892A patent/JP3354602B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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