JP4682984B2 - Oscillating magnetic field generator, electromagnet drive circuit, and parts feeder using them - Google Patents
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Description
本発明は振動磁界発生装置及び電磁石駆動回路、並びにそれらを用いるパーツフィーダーに関する。詳しくは、共振型パーツフィーダーに振動を与える振動磁界発生装置とその一部である電磁石駆動回路、及びそれらを用い、振動の周期に合わせて部品を供給する共振型パーツフィーダーに関する。 The present invention relates to an oscillating magnetic field generator, an electromagnet drive circuit, and a parts feeder using them. Specifically, the present invention relates to an oscillating magnetic field generator that vibrates a resonant parts feeder, an electromagnet drive circuit that is a part thereof, and a resonant parts feeder that uses them to supply components in accordance with the period of vibration.
従来は、チップ、キュベット、カートリッジ等の免疫測定用の部品を、測定装置にセットするには、大量の部品を手作業で箱から取り出し、それを並べて測定装置にセットしていた。 Conventionally, in order to set immunoassay parts such as chips, cuvettes, and cartridges in a measuring apparatus, a large number of parts are manually taken out of the box, and are arranged side by side and set in the measuring apparatus.
そこで、発明者達は、測定装置に部品を供給する処理を自動化するためのパーツフィーダーの開発を進めてきた。 Therefore, the inventors have been developing a parts feeder for automating the process of supplying parts to the measuring device.
他方、電磁石で振動を発生させる方法として、電磁石のスイッチのオンオフを周期的に繰り返す方法が挙げられる。ところで、電磁石のコイルは比較的大きなインダクタンスLと比較的小さい抵抗値rを有している。このようなコイルのスイッチをオンオフする場合の駆動電流(コイル電流ともいい、励磁時の励磁電流と電磁石に蓄積されたエネルギー放出時(消磁時)のエネルギー放出電流に別けられる。)の立ち上がり、立ち下りの速度を決める時定数はL/rと大きくなる。 On the other hand, as a method of generating vibration with an electromagnet, a method of periodically turning on and off an electromagnet switch can be mentioned. Incidentally, the coil of the electromagnet has a relatively large inductance L and a relatively small resistance value r. The rise and rise of the drive current (also called the coil current, which is divided into the excitation current during excitation and the energy release current during energy release (demagnetization) stored in the electromagnet) when turning on / off such a coil switch. The time constant that determines the down speed is as large as L / r.
電磁石用コイル等の誘導性負荷の蓄積エネルギー放出時の時定数を小さくして電流応答性を高めた誘導性負荷制御装置が開示されている。(特許文献1参照)
図8にこの誘導性負荷制御装置の回路構成の概略を示す。図8において、直流電源51に、誘導性負荷52、電流検出センサの検出コイル53、インピーダンス素子54を直列接続した回路を接続し、さらにスイッチング素子SW1を通じてグランド57に接続している。上記直列接続回路にダイオード55(逆方向に接続)とコンデンサ56とを並列に接続し、さらにインピーダンス素子54にスイッチング素子SW2を並列に接続している。スイッチング素子SW1がPWM(パルス幅変調)信号でオン、オフ制御される時には、スイッチング素子SW2がオン状態となり、スイッチング素子SW1がオン状態となった時は、直流電源51から誘導性負荷52、電流検出センサの検出コイル53、スイッチング素子SW2、スイッチング素子SW1、グランド57を通じて誘導性負荷52に電流I1が流れ、スイッチング素子SW1がオフ状態となった時は、蓄積エネルギーが、電流検出センサの検出コイル53、スイッチング素子SW2、ダイオード55を通じて電流I2として流れ、直流電源51に帰還する。コンデンサ56はダイオード55に電流が流れる時に発生するサージを吸収するためのものである。PWM信号出力がオフになり、スイッチング素子SW1がオフ状態となった時は、スイッチング素子SW2もオフ状態となり、蓄積エネルギーが、電流検出センサの検出コイル53、インピーダンス素子54、ダイオード55を通じて直流電源51に帰還するが、誘導性負荷52にインピーダンス素子54が直列接続されて回路時定数が小さくなっているため、その時の電流は急激に減衰し、誘導性負荷52の応答性が向上する。電流検出センサの検出コイル53は、誘導性負荷52に流れる電流を検出して、指定電流値と比較することによりPWM信号出力を制御するものである。An inductive load control device is disclosed in which the current response is improved by reducing the time constant when discharging stored energy of an inductive load such as an electromagnet coil. (See Patent Document 1)
FIG. 8 shows an outline of a circuit configuration of the inductive load control device. In FIG. 8, a circuit in which an
発明者達が開発を進めてきた共振型パーツフィーダーは、部品を移動させる部品移送路を振動させて部品を整列させ、振動に合わせて部品を1個ずつ継続的にかつ自動的に供給するパーツフィーダーであり、パーツフィーダーの振動機構の固有振動数と駆動回路の周波数を合わせる事によって、小電力で大きな振幅を得られ、効率的に部品を供給できると言う長所を有するが、その反面、温度変化・組み立て調整・衝撃・経時変化などにより固有振動数が変わると共振が外れてしまい、振幅が減少してしまうと言う欠点があった。 The resonance type parts feeder developed by the inventors is a part that vibrates a parts transfer path for moving parts, aligns the parts, and supplies parts one by one continuously and automatically according to the vibration. It is a feeder, and it has the advantage that a large amplitude can be obtained with low power by matching the natural frequency of the vibration mechanism of the parts feeder and the frequency of the drive circuit, but it can supply parts efficiently, but on the other hand, temperature When the natural frequency changes due to changes, assembly adjustments, impacts, changes with time, etc., there is a drawback that the resonance is lost and the amplitude is reduced.
この不安定対策として、パーツフィーダーの振動機構の固有振動数をモニターして駆動周波数を補正する共振確保手段を採用することもできるが、駆動回路が複雑で大掛かりになる。これに対して、共振確保手段を採用しないパーツフィーダーでは、駆動回路が単純かつ簡単になるという長所を有するが、その一方、振動が不安定であるため、部品の供給能力が不安定であり、しばしば装置全体の故障に至ることもあった。 As a countermeasure against this instability, it is possible to employ a resonance ensuring means that monitors the natural frequency of the vibration mechanism of the parts feeder and corrects the drive frequency, but the drive circuit is complicated and large. In contrast, parts feeders that do not employ resonance securing means have the advantage that the drive circuit is simple and easy, but on the other hand, because the vibration is unstable, the parts supply capability is unstable, Often, the entire device could fail.
共振型パーツフィーダーには、振動を与える振動素子として例えば電磁石を使用するが、安定な動作を望むためには、電磁石の発熱を抑える事が有効であり、そのため電磁石のコイルは小さな抵抗値rと比較的大きなインダクタンスLを持つものが採用される。 For example, an electromagnet is used as a vibration element for applying vibration to the resonance type parts feeder. However, in order to achieve a stable operation, it is effective to suppress the heat generation of the electromagnet. Therefore, the coil of the electromagnet has a small resistance value r. Those having a relatively large inductance L are employed.
かかる電磁石を用いた場合の振動磁界発生装置については、後に比較例について説明するように、励磁時には、励磁電流の立ち上がりが速いので問題が生じていないが、電磁エネルギー放出時には、エネルギー放出電流の立ち下がりの時定数が長いため、コイル電流がなかなか下がらず振動周波数を高く設定できないという問題があった。また、周波数を上げると、電流が十分に下がる前に次のオン動作が始まり、振動に寄与しない無駄な電流が流れつづけてしまい、この無駄な電流は全てコイルの発熱になって消費されるという問題があった。また、かかる簡便な駆動回路を採用する振動磁界発生装置では、電磁石に蓄積されたエネルギーは全て電磁石オフの間にコイルの発熱となって消費され、電磁石の温度が上昇して、電磁石の駆動の周期を乱し、パーツフィーダーの振動を不安定にするという問題があった。 With respect to an oscillating magnetic field generator using such an electromagnet, as will be described later with respect to a comparative example, there is no problem because the excitation current rises quickly during excitation, but when electromagnetic energy is released, the energy emission current rises. Since the time constant of the fall is long, there is a problem that the coil current does not fall easily and the vibration frequency cannot be set high. In addition, when the frequency is increased, the next ON operation starts before the current sufficiently decreases, and a wasteful current that does not contribute to vibration continues to flow, and all this wasteful current is consumed as heat is generated in the coil. There was a problem. Further, in an oscillating magnetic field generator that employs such a simple drive circuit, all of the energy stored in the electromagnet is consumed as heat generated in the coil while the electromagnet is off, and the temperature of the electromagnet rises, driving the electromagnet. There was a problem of disturbing the period and destabilizing the vibration of the parts feeder.
また、従来例の誘導性負荷制御装置における技術をそのまま振動磁界発生装置に適用したとしても、PWM信号でオン、オフ制御される時には、蓄積エネルギーがインピーダンス素子を流れないので、時定数は小さくならず、上記問題を解決できない。そこで、オン、オフ制御される時にも蓄積エネルギーがインピーダンス素子を流れるように電磁石駆動回路の構成を改善する必要があった。 Even if the technology in the inductive load control device of the conventional example is applied to the oscillating magnetic field generator as it is, when the on / off control is performed with the PWM signal, the stored energy does not flow through the impedance element, so the time constant becomes small. Therefore, the above problem cannot be solved. Therefore, it is necessary to improve the configuration of the electromagnet driving circuit so that the stored energy flows through the impedance element even when on / off control is performed.
本発明は、上記簡便な駆動回路を採用する振動磁界発生装置及び上記誘導性負荷制御装置に改良を加え、電磁エネルギー放出回路の時定数を減少させ、また、電磁石内の発熱を抑制して、振動磁界を安定化させることを目的とする。また、かかる簡便な駆動回路を採用する振動磁界発生装置をパーツフィーダーに適用して、安定な振動を介して安定な自動部品供給ができるようにすることを目的とする。 The present invention improves the oscillating magnetic field generator and the inductive load control device adopting the simple drive circuit, reduces the time constant of the electromagnetic energy release circuit, suppresses heat generation in the electromagnet, The purpose is to stabilize the oscillating magnetic field. It is another object of the present invention to apply a oscillating magnetic field generator employing such a simple drive circuit to a parts feeder so that stable automatic component supply can be performed through stable vibration.
上記課題を解決するために、本発明に係る振動磁界発生装置は、例えば図3に示すように、電磁石4と電磁石4を駆動する電磁石駆動回路5を備える振動磁界発生装置であって、電磁石4はインダクタンスLと抵抗値rを有し、電磁石駆動回路5は、電磁石4に励磁電流を供給する直流電源11に接続するための端子A、Dと、励磁電流をオンオフ制御するスイッチング素子12と、スイッチング素子12がオフの時に、電磁石4に蓄積されたエネルギーを放出する電磁エネルギー放出回路と、スイッチング素子12に供給するパルス信号を発生するパルス発生手段10とを有し、電磁エネルギー放出回路は、ダイオード13と抵抗値rに比較して大きい抵抗値Rの抵抗器14とを直列接続した回路が、電磁石4に並列に接続され、パルス信号をスイッチング素子12に周期的に供給することにより、電磁石4にパルス信号の周期を有する振動磁界を発生させる。
In order to solve the above problems, an oscillating magnetic field generator according to the present invention is an oscillating magnetic field generator comprising an
ここにおいて、電磁石駆動回路5は、直流電源11に接続して使用されるが、市場での流通時等は直流電源に接続されていても良く、接続されていなくても良い。また、電磁石駆動回路5の端子A、Dをそれぞれ直流電源11の正極、負極に接続する場合に、図3に示すように、電磁石4を端子Aに接続し、スイッチング素子12を電磁石4の端子Aとは反対側にある端子Bと端子Dとの間に接続しても良く、又は電磁石4を端子Dに接続し、スイッチング素子12を電磁石4の端子Dとは反対側にある端子と端子Aとの間に接続しても良い。またダイオード13は典型的には逆方向に、すなわち、カソードを端子A側に、アノードを端子B側に接続して使用される。このように構成すると、電磁石駆動回路5において、電磁エネルギー放出回路の時定数を減少させ、また、電磁石4内の発熱を抑制して、振動磁界を安定化できる。
Here, the
時定数は、電磁石4のインダクタンスLと抵抗値rで決まり、インダクタンスLが大きいのでL/rと比較的大きくなる。本発明は電磁エネルギー放出回路に大きな抵抗値Rを挿入して、時定数を減少させ、また発熱を抑制することにより振動磁界の安定化を可能としたもので、試作実験を重ねて、大きな効果が得られることを確認できたものである。
The time constant is determined by the inductance L and the resistance value r of the
また、本発明に係る振動磁界発生装置の好ましい態様によれば、スイッチング素子12を絶縁ゲート型素子で構成し、パルス発生手段10は、スイッチング素12子に供給するスイッチング用パルスの周期を定める第1のタイミング発生器18と、スイッチング用パルスの高レベル側の幅を定める第2のタイミング発生器19とを有する。このように構成すると、パルスの周期と、高レベル(Hレベル)側のパルス幅と低レベル(Lレベル)側のパルス幅の比率とを独立に調整できるので、所望の周波数で所望のデュウティレートのスイッチングパルスを生成し易くなる。
Further, according to a preferred aspect of the oscillating magnetic field generator of the present invention, the
また、本発明に係る電磁石駆動回路は、例えば図3に示すように、インダクタンスLと抵抗値rを有する電磁石4を駆動する電磁石駆動回路5であって、電磁石4に励磁電流を供給する直流電源11に接続するための端子A、Dと、励磁電流をオンオフ制御するスイッチング素子12と、スイッチング素子12がオフの時に、電磁石4に蓄積されたエネルギーを放出する電磁エネルギー放出回路と、スイッチング素子12に供給するパルス信号を発生するパルス発生手段10とを有し、電磁エネルギー放出回路は、ダイオード13と抵抗値rに比較して大きい抵抗値Rの抵抗器14とを直列接続した回路が、電磁石4に並列に接続され、パルス信号をスイッチング素子12に周期的に供給することにより、電磁石4にパルス信号の周期を有する振動磁界を発生させる。本発明に係る振動磁界発生装置に対応する電磁石駆動回路の発明である。
The electromagnet drive circuit according to the present invention is an
また、本発明に係るパーツフィーダーは、例えば図1に示すように、本発明に係る振動磁界発生装置120と、多数の部品6を取り込む部品取込部101と、部品取込部101から取り込まれた部品6を整列させながら移動させるパーツ移送路1と、パーツ移送路1に沿って移送されてきた部品6を1個ずつ供給する部品供給部102と、パーツ移送路1を搭載し振動磁界発生装置120から振動磁界を受けてパーツ移送路1に振動を付与する振動台2とを有する本体部110とを備え、振動磁界発生装置120が発生する振動磁界によりパーツ移送路1に振動を付与することにより、部品6をパーツ移送路1に沿って整列させながら移動させる。
このように構成すると、本発明による振動磁界発生装置をパーツフィーダーに適用することにより、共振確保手段が取られていない、簡便な電磁石駆動回路で、安定な振動を介して安定な自動部品供給が可能なパーツフィーダーを提供できる。
Further, the parts feeder according to the present invention is taken in from the vibration
With this configuration, by applying the oscillating magnetic field generator according to the present invention to the parts feeder, a simple electromagnet driving circuit that does not take resonance securing means, and stable automatic component supply via stable vibration can be achieved. Possible parts feeder can be provided.
また、本発明に係るパーツフィーダーの好ましい態様によれば、例えば図1に示すように、本体部110及び振動磁界発生装置120に電力を供給する電源130を備える。このように構成すると、電源と一体的に管理・搬送でき、便宜である。
Moreover, according to the preferable aspect of the parts feeder which concerns on this invention, as shown, for example in FIG. 1, the
また、本発明に係るパーツフィーダーの好ましい態様によれば、振動磁界の周波数を自己の振動機構の固有振動数に合致させるように調整可能である。このように構成すると、パーツフィーダー100の振動機構の固有振動数に合致した共振振動に調整して電磁石4を駆動することにより、安定な共振振動を持続でき、パーツフィーダーの供給処理を効率化できる。調整は例えば第1のタイミング発生器18で可能である(図5参照)。
Moreover, according to the preferable aspect of the parts feeder which concerns on this invention, it can adjust so that the frequency of an oscillating magnetic field may be matched with the natural frequency of an own vibration mechanism. If comprised in this way, stable resonance vibration can be maintained by adjusting to the resonance vibration which matched the natural frequency of the vibration mechanism of the
また、本発明に係る自動免疫測定装置は、本発明に係るパーツフィーダーを備える。このように構成すると、自動的に部品供給が行われ、自動測定が可能な自動免疫測定装置を提供できる。なお、自動免疫測定装置は、典型的には、酵素免疫測定法に基き、キュベットなどの反応容器内で、測定対象物を特異的に認識して結合する固相試薬、標識試薬および検体とを混合して、検体中の測定対象物を検出する装置である。 Moreover, the automatic immunity measuring device according to the present invention includes the parts feeder according to the present invention. If comprised in this way, parts supply will be performed automatically and the automatic immunoassay apparatus which can perform an automatic measurement can be provided. The automatic immunoassay device typically includes a solid phase reagent, a labeling reagent, and a specimen that specifically recognize and bind to a measurement target in a reaction vessel such as a cuvette based on an enzyme immunoassay. It is an apparatus that detects a measurement object in a sample by mixing.
本発明によれば、共振確保手段が取られていない、簡便な駆動回路を採用する振動磁界発生装置において、電磁エネルギー放出回路の時定数を減少させ、また、電磁石内の発熱を抑制して、振動磁界を安定化できる。また、本発明による振動磁界発生装置をパーツフィーダーに適用して、安定な振動を介して安定な自動部品供給が可能なパーツフィーダーを提供できる。 According to the present invention, in the oscillating magnetic field generator that employs a simple drive circuit in which no resonance securing means is taken, the time constant of the electromagnetic energy release circuit is reduced, and the heat generation in the electromagnet is suppressed, The oscillating magnetic field can be stabilized. In addition, by applying the oscillating magnetic field generator according to the present invention to a parts feeder, it is possible to provide a parts feeder capable of supplying stable automatic parts through stable vibration.
この出願は、日本国で2004年9月30日に出願された特願2004−287683号に基づいており、その内容は本出願の内容として、その一部を形成する。
本発明は以下の詳細な説明によりさらに完全に理解できるであろう。本発明のさらなる応用範囲は、以下の詳細な説明により明らかとなろう。しかしながら、詳細な説明及び特定の実例は、本発明の望ましい実施の形態であり、説明の目的のためにのみ記載されているものである。この詳細な説明から、種々の変更、改変が、本発明の精神と範囲内で、当業者にとって明らかであるからである。出願人は、記載された実施の形態のいずれをも公衆に献上する意図はなく、改変、代替案のうち、特許請求の範囲内に文言上含まれないかもしれないものも、均等論下での発明の一部とする。
本明細書あるいは請求の範囲の記載において、名詞及び同様な指示語の使用は、特に指示されない限り、または文脈によって明瞭に否定されない限り、単数及び複数の両方を含むものと解すべきである。本明細書中で提供されたいずれの例示または例示的な用語(例えば、「等」))の使用も、単に本発明を説明しやすくするという意図であるに過ぎず、特に請求の範囲に記載しない限り、本発明の範囲に制限を加えるものではない。This application is based on Japanese Patent Application No. 2004-287683 filed on September 30, 2004 in Japan, the contents of which form part of the present application.
The present invention will be more fully understood from the following detailed description. Further scope of applicability of the present invention will become apparent from the detailed description given hereinafter. However, the detailed description and specific examples are preferred embodiments of the present invention and are provided for illustrative purposes only. From this detailed description, various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art within the spirit and scope of the invention. The applicant does not intend to contribute any of the described embodiments to the public, and modifications and alternatives that may not be included in the scope of the claims within the scope of the claims are also subject to equivalence. As part of the invention.
In this description or in the claims, the use of nouns and similar directives should be understood to include both the singular and the plural unless specifically stated otherwise or clearly denied by context. The use of any examples or exemplary terms provided herein (eg, “etc.”) is merely intended to facilitate the description of the invention and is specifically recited in the claims. Unless otherwise specified, the scope of the present invention is not limited.
1 パーツ移送路
2 振動台
2A アマーチュア
3 板ばね
4 電磁石
5 電磁石駆動回路
6 部品
7 部品収納箱
8 斜面
9 溝
10 パルス発生手段
11 直流電源
12 スイッチング素子
13 ダイオード
14 抵抗器
15 ヒューズ
16 レギュレータ
17 DCバス
18 第1のタイミング発生器
19 第2のタイミング発生器
20 フォトカプラー
51 直流電源
52 誘導性負荷
53 電流検出センサの検出コイル
54 インピーダンス素子
55 ダイオード
56 コンデンサ
57 グランド
100 共振型パーツフィーダー
101 部品受入部
102 部品供給部
110 本体部
120 振動磁界発生装置
130 電源
A,B,D 端子
C1〜C4 コンデンサ
E 直流電源の供給電圧
i(t)、I コイル電流
L 電磁石4のインダクタンス
N1〜N7 端子
r 電磁石4の抵抗値
R 抵抗14の抵抗値
R1,R2 可変抵抗器
R3〜R6 抵抗器
SW1,SW2 スイッチング素子
T パルス信号の周期
DESCRIPTION OF
130 Power supply A, B, D Terminal C1-C4 Capacitor E Supply voltage i (t) of DC power supply, I Coil current L Inductance N1-N7 of
まず、比較例として、開発時にプロトタイプの共振型フィーダーに使用した電磁石の駆動について説明する。 First, as a comparative example, driving of an electromagnet used for a prototype resonant feeder during development will be described.
図6に、比較例の振動磁界発生装置の構成例を示す。比較例は共振型パーツフィーダーの振動素子として電磁石を用いる場合で、共振確保手段が取られていない簡便な駆動回路を採用する例である。電磁石4のコイルは、比較的大きなインダクタンスLと比較的小さい抵抗値rを有する。電磁石4の一方の端子Aは直流電源11の正極に接続され、電磁石4の他方の端子BはパワーMOSFET(絶縁ゲート電界効果トランジスタ)等のスイッチング素子12に接続され、スイッチング素子12の他方の端子は直流電源11の負極Dに接続されている。また、端子Aと端子B間に電磁石4に並列に、電磁エネルギー放出回路として、ダイオード13が逆方向に、すなわち、カソードを端子A側に、アノードを端子B側にして接続されている。スイッチング素子12のゲートにパルス発生手段10が接続されている。
In FIG. 6, the structural example of the oscillating magnetic field generator of a comparative example is shown. The comparative example is an example in which an electromagnet is used as a vibration element of a resonance type part feeder, and a simple drive circuit in which resonance ensuring means is not taken is employed. The coil of the
励磁時には、パルス発生手段10からスイッチング素子12のゲートにHレベルのパルス信号が供給されて、スイッチング素子12がオンになり、直流電源11の正極→電磁石4→スイッチング素子12→直流電源11の負極Dのルートで電流が流れる。ダイオード13には逆方向の電圧がかかるので電流が流れない。これにより、電磁石4が励磁されて、振動台2に取付けられたアマーチュア(可動片)2Aを磁化して引き付ける(図2参照)。
At the time of excitation, an H level pulse signal is supplied from the pulse generating means 10 to the gate of the switching
電磁エネルギー放出時には、パルス発生手段10からスイッチング素子12のゲートにLレベルのパルス信号が供給されて、スイッチング素子12がオフになり、直流電源11は電磁石4から遮断される。電磁石4に蓄積されたエネルギーは、電磁石4の端子B→ダイオード13→電磁石4の端子Aの電磁エネルギー放出回路を通る電流となって電磁石4に還流される。すなわち、電磁石4→ダイオード13→電磁石4の電磁エネルギー放出ループができる。電磁石4内においては、内部抵抗rの部分でジュール熱となって発熱、消費される。
When electromagnetic energy is released , an L level pulse signal is supplied from the pulse generating means 10 to the gate of the switching
図7に、比較例の振動磁界発生装置における電流特性の例を示す。図7(a)はスイッチング素子12のゲートに供給されるパルス信号を示し、図7(b)に電磁石4に流れる電流(励磁電流とエネルギー放出電流の繰り返し)を示す。
FIG. 7 shows an example of current characteristics in the oscillating magnetic field generator of the comparative example. FIG. 7A shows a pulse signal supplied to the gate of the switching
励磁時、すなわち、電磁石をオンにする時の、コイル電流は(式1)で表される。(式1)において、i(t)は時間tの関数としてのコイル電流、Eは直流電源11の供給電圧、εはエクスポネンシャル(ε=2.71828・・・)を表す。図7(b)では、励磁時には、電流の立ち上りが早いので、特に問題は生じていない。
The coil current at the time of excitation, that is, when the electromagnet is turned on is expressed by (Equation 1). In (Equation 1), i (t) represents the coil current as a function of time t, E represents the supply voltage of the
i(t)=E/r(1−ε(−rt/L))・・・(式1)
i (t) = E / r (1−ε (−rt / L) ) (Formula 1)
これに対して、電磁エネルギー放出時には、時定数が長いため、コイル電流がなかなか下がらず振動周波数を高く設定できないという問題があった。また、周波数を上げると、図7(b)に示すように電流が十分に下がる前に次のオン動作が始まり、振動に寄与しない無駄な電流が流れつづけてしまい(最低電流値が0にならず、最低電流値以下の電流は無駄な電流となる。)、この無駄な電流は全てコイルの発熱になって消費されるという問題があった。 On the other hand, when electromagnetic energy is released, there is a problem that the coil current does not decrease easily because the time constant is long, and the vibration frequency cannot be set high. Further, when the frequency is increased, the next ON operation starts before the current sufficiently decreases as shown in FIG. 7B, and a wasteful current that does not contribute to vibration continues to flow (if the minimum current value is 0). In other words, a current below the minimum current value is a wasteful current.) However, there is a problem that all this wasteful current is consumed as heat is generated in the coil.
また、かかる簡便な駆動回路では、電磁石4オンの間にコイルには(LI2/2)(Iはコイル電流)のエネルギーが蓄えられるが、このエネルギーは全て電磁石4オフの間にコイルの発熱となって消費され、電磁石4の温度が上昇するという問題があった。Further, such a simple driving circuit, the coil between the
また、比較例における共振型パーツフィーダーでは、このように電磁石の発熱が大きいため、振動が共振状態からはずれて不安定になり、装置の故障に至ることも多い等の問題もあった。 Further, in the resonance type part feeder in the comparative example, since the heat generated by the electromagnet is large as described above, there is a problem that the vibration is out of the resonance state and becomes unstable, often resulting in failure of the apparatus.
以下に図面に基づき本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1に、共振型パーツフィーダーの構成の概要を例示する。100は共振型パーツフィーダーで、本体部110と振動磁界発生装置120と電源130で構成される。本体部110は、多数の部品6を取り込む部品取込部101と、部品取込部101から取り込まれた部品6を整列させながら移動させるパーツ移送路1と、パーツ移送路1に沿って移送されたきた部品6を1個ずつ供給する部品供給部102とを有する。また、パーツ移送路1を搭載し、振動磁界発生装置120から振動磁界を受けてパーツ移送路1に振動を付与する振動台2を有する。振動磁界発生装置120は、振動磁界を発生する電磁石4と電磁石4を駆動する電磁石駆動回路5を有する。電源130は、本体部110及び振動磁界発生装置120(電磁石4及び電磁石駆動回路5)に電力を供給する。
FIG. 1 illustrates an outline of the configuration of a resonance type part feeder.
図2に、共振型パーツフィーダーの振動機構を説明するための図を示す。図2(a)は振動機構の概念を示す図であり、図2(b)はパーツ移送路を概念的に示す拡大斜視図である。パーツ移送路1は振動台2のステージに固定的に搭載され、振動台2の下面に、該下面の下に配置された電磁石4の吸着部の近傍にアマーチュア2Aとしての鉄板が取付けられている。振動台2の支脚3には板ばねが使用され、振動台2を電磁石から引き離すように付勢されている。アマーチュア2A及び支脚3は振動台2に含まれる。電磁石駆動回路5により電磁石4のコイルに流れる駆動電流(コイル電流ともいい、オン状態で励磁電流、オフ状態でエネルギー放出電流と区別して称される)をオンオフ制御すると、オン時には電磁石4が励磁されて、板ばね3を撓めてアマーチュア2Aをステージごと引き付け、オフ時には電磁石4が消磁されて、板ばねの力で振動台2は元に戻る。オンオフを繰り返すことにより、振動台2及びパーツ移送路1が振動する。
FIG. 2 is a diagram for explaining the vibration mechanism of the resonance type part feeder. FIG. 2A is a diagram showing the concept of the vibration mechanism, and FIG. 2B is an enlarged perspective view conceptually showing the parts transfer path. The parts transfer
パーツ移送路1の上方に部品受入部101としての部品収納箱7が設けられ、チップ、キュベット、カートリッジ等の多数の部品6(通常はその1種類)がその中に収納される。部品収納箱7の底を開口すると、部品収納箱7から多数の部品6がパーツ移送路1に落下供給され、パーツ移送路1の斜面8を転がって、パーツ移送路1に設けられた溝9に落下して整列するように構成されている。部品6はおよそ中心軸に対して対称な円筒形や円錐形で、その本体部分が溝9に入り、頭部のみ溝9上に出る形状に形成されており、溝9の幅は部品6が溝9に沿って1列に整列するように部品の本体部分より広く、頭部より狭く形成されている。電磁石4をオンオフすると振動磁界が発生し、振動台2を介してパーツ移送路1に振動が伝達される。振動は、斜面8に落ちた部品6を動かして溝9に落下させ溝9に沿って1列に整列させると共に、振動に合わせて溝9に整列した部品6を1個分ずつパーツ移送路1の前方方向に移動させる。パーツ移送路1を前方に移動した部品6は、図示されない部品供給部102に到達し、部品が供給される所定の処理装置の動作に同調して1個ずつピックアップされ、所定の処理装置に供給される。
A
所定の処理装置としては、例えば自動免疫測定装置が挙げられる。かかるパーツフィーダーを自動免疫測定装置に組み込んで使用する場合には試薬分注部等が該当する。これらの処理装置には、パーツフィーダーから自動的に部品が供給されるので、自動処理が可能になる。なお、自動免疫測定装置は、典型的には、酵素免疫測定法に基き、キュベットなどの反応容器内で測定対象物を特異的に認識して結合する固相試薬、標識試薬および検体とを混合して、検体中の測定対象物を検出する装置である。 Examples of the predetermined processing apparatus include an automatic immunoassay apparatus. When such a parts feeder is incorporated in an automatic immunoassay device, a reagent dispensing unit or the like is applicable. Since these parts are automatically supplied from the parts feeder to these processing apparatuses, automatic processing becomes possible. Note that an automatic immunoassay device typically mixes a solid phase reagent, a labeling reagent, and a specimen that specifically recognizes and binds to a measurement object in a reaction vessel such as a cuvette based on an enzyme immunoassay. Thus, it is an apparatus for detecting a measurement object in a specimen.
図3に、本発明の実施の形態による振動磁界発生装置の主要部分の構成例を示す。電磁石4のコイルは、比較的大きいインダクタンスLと比較的小さい抵抗値rを有する。電磁石4の一方の端子Aは直流電源11の正極に接続され、電磁石4の他方の端子Bはスイッチング素子12としてのパワーMOSFETのドレインに接続され、パワーMOSFET12のソースは直流電源11の負極Dに接続されている。また、端子Aと端子B間に電磁石4に並列に、電磁エネルギー放出回路として、ダイオード13と抵抗値rに比して大きい抵抗値Rの抵抗器14が直列に接続されており、ダイオード13は逆方向に、すなわち、カソードを端子A側に、アノードを端子B側にして接続されている。スイッチング素子12のゲートにパルス発生手段10が接続されている。なお、ダイオード13の抵抗値Rdは、抵抗値(R+r)と比較して非常(十分)に小さいため、各種エネルギー計算を行う上で無視することができる。また、端子A,B,Dは電磁石駆動回路5の端子でもあり、電磁石駆動回路5は、端子Aで電磁石4と直流電源11に接続され、端子Bで電磁石4に接続され、また、端子Dは直流電源11の負極側と接続されている。図6の比較例とは、電磁エネルギー放出回路に抵抗器14が追加されている点のみが異なる。
FIG. 3 shows a configuration example of the main part of the oscillating magnetic field generator according to the embodiment of the present invention. The coil of the
また、図8の従来例に比して、誘導性負荷(電磁石に相当)とスイッチング素子SW1間に接続されていたインピーダンスの代わりに、抵抗器14がダイオード13と直列接続されて電磁エネルギー放出回路を構成し、スイッチング素子SW2が省略されてスイッチング素子が1つになり、サージ電流吸収用コンデンサも省略されている。これにより、スイッチング素子12のオフ時のエネルギー放出電流は抵抗器14を通じて流れるようになり、電磁エネルギー放出回路の時定数が小さくなるので、エネルギー放出電流を早く減衰できる。
Further, as compared with the conventional example of FIG. 8, instead of the impedance connected between the inductive load (corresponding to an electromagnet) and the switching element SW1, a
励磁時には、パルス発生手段10からスイッチング素子12のゲートにHレベルのパルス信号が供給されて、スイッチング素子12がオンになり、直流電源11の正極→電磁石4→スイッチング素子12→直流電源11の負極Dのルートで電流が流れる。ダイオード13には逆方向の電圧がかかるので電流が流れない。これにより、電磁石4が励磁されて、振動台2のアマーチュア2Aを磁化して引き付ける。
At the time of excitation, an H level pulse signal is supplied from the pulse generating means 10 to the gate of the switching
電磁エネルギー放出時には、パルス発生手段10からスイッチング素子12のゲートにLレベルのパルス信号が供給されて、スイッチング素子12がオフになり、直流電源11は電磁石4から遮断される。電磁石4に蓄積されたエネルギーは、電磁石4の端子B→ダイオード13→抵抗器14→電磁石4の端子Aの電磁エネルギー放出回路を通る電流となって電磁石4に還流される。すなわち、電磁石4→ダイオード13→抵抗器14→電磁石4のエネルギー放出ループができる。
When electromagnetic energy is released, an L level pulse signal is supplied from the pulse generating means 10 to the gate of the switching
図4に、図3の振動磁界発生装置における電流特性の例を示す。図4(a)はスイッチング素子12のゲートに供給されるパルス信号を示し、図4(b)に電磁石4のコイルに流れる電流(励磁電流とエネルギー放出電流の繰り返し)を示す。
FIG. 4 shows an example of current characteristics in the oscillating magnetic field generator of FIG. FIG. 4A shows a pulse signal supplied to the gate of the switching
励磁時、すなわち、電磁石をオンにする時は、電流の立ちあがりは図7と同様に早い。これに対して、電磁エネルギー放出時には、エネルギー放出ループの抵抗値が(r+R)となるので、時定数がインダクタンスLと抵抗値(r+R)によりL/(r+R)と、従来のL/rに比して短くなるため、エネルギー放出電流が早く0に近づく。なお、ダイオード13の抵抗値Rdは抵抗値(R+r)と比較して十分小さいので、時定数の計算を行う際無視できる。したがって、オフ状態からオン状態に早めに切り替えることが可能になり、パルス信号の周波数を高くすることができる。
At the time of excitation, that is, when the electromagnet is turned on, the rise of current is as fast as in FIG. On the other hand, when the electromagnetic energy is released, the resistance value of the energy release loop is (r + R), so that the time constant is L / (r + R) based on the inductance L and the resistance value (r + R), which is compared with the conventional L / r. Therefore, the energy emission current approaches 0 quickly. Since the resistance value Rd of the
また、図4(b)に示すように、電流が十分に下がってから次の電磁石4のオン動作を開始でき、振動に寄与しない無駄な定常電流が少なくなる。図4(b)は電磁エネルギー放出回路に挿入した抵抗値Rが電磁石4の内部抵抗値rの約2倍の時の電流波形の例である。また、この例では、インダクタンス及び抵抗の値として、L=48mH、r=2.4Ω、R=5Ωを用いた。抵抗値Rとして比較的小さい値を使用したが、図7(b)と比較して駆動電流は0.4A程度低電流側にシフトしており、より少ない駆動電流で済み、無駄な定常電流が減少している。
Further, as shown in FIG. 4B, after the current is sufficiently lowered, the
さらに、ジュール熱(LI2/2)のうちのR/(r+R)が抵抗器14で消費され、電磁石4内で消費される分はr/(r+R)と少なくなり、電磁石4の発熱により消費される熱量を大幅に減少でき、電磁石4の温度上昇を抑制できる。ここでも、ダイオード13の抵抗値Rdは抵抗値(R+r)と比較して十分小さいので、前記ジュール熱の計算を行う際無視できる。これにより、電源投入後の振動磁界発生装置120の振動磁界及びパーツフィーダ100の振動動作を大いに安定化できる。Further, Joule heat R / (r + R) of the (LI 2/2) is consumed by the
抵抗器14の抵抗値Rは大きいほど効果があるが、抵抗器14の両端に抵抗値Rにコイル最大電流値Imaxを乗じた逆電圧が発生するため、スイッチング素子12の耐圧が許す範囲内で適度な値に設定する。このため、抵抗値Rとして抵抗値rの2倍から10倍が好適である。このように構成すると、時定数を1/3以下に減少でき、電磁石の発熱も1/3以下(コイル電流自体も減少できるので、さらに減少できる)に抑制できるので、振動磁界発生装置120が発生する振動磁界及びパーツフィーダー100の振動を大いに安定化できる。抵抗値の下限は時定数の減少量が小さくなって前記振動磁界及びパーツフィーダー100の振動の安定性に影響しない値であり、上限は抵抗器14に発生する逆電圧が影響しない値である。また、抵抗器14の最大電流値Imaxはコイルの最大電流と同一であり、最大消費電力は電磁石オン時にコイルに蓄えられる電力のR/(r+R)に周波数を乗じた値になる。
The larger the resistance value R of the
図5に本発明の実施の形態による電磁石駆動回路の構成例を示す。図3と同じ部品については同一の符号を付して説明を省略する。図3の構成と同様であるが、電磁石駆動回路保護用のヒューズ15を介して直流電源11に接続されている点、パルス発生手段10がスイッチング素子12に抵抗器R4を介して接続されている点が異なる。直流電源11の供給電圧は、十分に大きな振動(又は振動磁界)が得られる電流を供給できるように、例えば24Vに設定される。
FIG. 5 shows a configuration example of an electromagnet driving circuit according to the embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. Although it is the same as that of the structure of FIG. 3, the pulse generation means 10 is connected to the switching
16はシリーズレギュレータであり、24Vの電圧を5Vに減少する。シリーズレギュレータ16の入力側に接続されるコンデンサC1及びシリーズレギュレータ16の出力側に接続されるコンデンサC2は電圧を平滑にするためのものである。シリーズレギュレータ16の出力端子はDCバス17に接続されて、DCバス17を介してパルス発生手段10に5Vの電圧を供給する。
パルス発生手段10は第1のタイミング発生器18及び第2のタイミング発生器19を有し、第1のタイミング発生器18と第2のタイミング発生器19はそれぞれDCバス17から5Vの電圧を供給され、協働してスイッチング素子12に供給する電磁石駆動用のパルス信号を発生する。パルス信号をスイッチング素子12に周期的に供給することにより、電磁石4にパルス信号の周期Tを有する振動磁界を発生させる。
The pulse generation means 10 has a
第1のタイミング発生器18には、可変抵抗器R1がDCバス17と第1のタイミング発生器18の端子N1間に接続され、抵抗器R3が端子N1と端子N2の間に接続され、コンデンサC3が端子N2と接地端子D間に接続されている。第1のタイミング発生器18は例えばタイマー回路の無安定動作を利用した単純な発信回路であり、電磁石オン/オフの頻度(周波数)、すなわち、スイッチング素子12のゲート信号の周期T(Hレベル時間幅+Lレベル時間幅)を決定する。この時間は、抵抗器R1、抵抗器R3、コンデンサC3の組合わせで設定される。ここでは簡単のため、ここでは、これらの抵抗値、容量をR1,R3,C3とする。
In the
出力のHレベル時間幅Th1とLレベル時間幅Tl1は次式で表される。
Th1=Ln2×(R1+R3)×C3…(式2)
Tl1=Ln2×R3×C3 …(式3)
合計の周期Tは次式で表される。
T=Th1+Tl1=Ln2×(R1+2×R3)×C3…(式4)
周波数fは周期の逆数になる。
f=1/T=1.44/((R1+2×R3)×C3)…(式5)
The H level time width Th 1 and the L level time width Tl 1 of the output are expressed by the following equations.
Th 1 = Ln2 × (R1 + R3) × C3 (Formula 2)
Tl 1 = Ln2 × R3 × C3 (Formula 3)
The total period T is expressed by the following equation.
T = Th 1 + Tl 1 = Ln2 × (R1 + 2 × R3) × C3 (Formula 4)
The frequency f is the reciprocal of the period.
f = 1 / T = 1.44 / ((R1 + 2 × R3) × C3) (Formula 5)
例えば抵抗値R1を150KΩから1.15MΩまで可変とし、容量C3及び抵抗値R3を適当に(ここでは、C3=0.1μF、R3=2kΩとする)選択すると、周波数f=12Hz〜94Hzが得られ、Lレベル時間幅Tl1は抵抗値R1の設定とは独立に0.14mSとなり、Hレベル時間幅Th1は抵抗値R1の設定に依存して10mS〜83mSまで変更可能となる。これは、設計段階で10〜100Hzを目標にしていたため、妥当な値である。なお、抵抗値R1の範囲及び抵抗値R3、容量C3を変更することにより、周波数範囲を変更可能である。For example, if the resistance value R1 is variable from 150 KΩ to 1.15 MΩ and the capacitance C3 and the resistance value R3 are appropriately selected (here, C3 = 0.1 μF, R3 = 2 kΩ), the frequency f = 12 Hz to 94 Hz is obtained. Thus, the L level time width Tl 1 becomes 0.14 mS independently of the setting of the resistance value R1, and the H level time width Th 1 can be changed from 10 mS to 83 mS depending on the setting of the resistance value R1. This is a reasonable value because the target is 10 to 100 Hz in the design stage. The frequency range can be changed by changing the range of the resistance value R1, the resistance value R3, and the capacitance C3.
回路の周波数fをパーツフィーダーの固有振動数に一致させると、共振状態が得られ、エネルギー伝達が効率的に行われるので好適である。パーツフィーダーの固有振動数は例えば設計値として60Hzに設定する。しかし製品ごとに微妙にその固有振動数にばらつきがある。そこで、出荷時又は設置時に各パーツフィーダーの固有振動数と回路の周波数とを一致させる微調整が行われる。また、仕様変更によりパーツフィーダーの固有振動数が変更される場合も有り得る。そこで、約10〜100Hzの範囲で調整可能とし、パーツフィーダーの固有振動数に回路の周波数を一致させられるようにした。
第1のタイミング発生器18の出力端子N3は第2のタイミング発生器19の入力端子N6に接続される。It is preferable to make the frequency f of the circuit coincide with the natural frequency of the parts feeder because a resonance state is obtained and energy transfer is performed efficiently. The natural frequency of the parts feeder is set to 60 Hz as a design value, for example. However, each product has subtle variations in its natural frequency. Therefore, fine adjustment is performed to match the natural frequency of each part feeder with the frequency of the circuit at the time of shipment or installation. In addition, the natural frequency of the parts feeder may be changed by changing the specification. Therefore, adjustment is possible in the range of about 10 to 100 Hz so that the frequency of the circuit can be matched with the natural frequency of the parts feeder.
The output terminal N3 of the
第2のタイミング発生器19には、可変抵抗器R2がDCバス17と端子N4間に接続され、コンデンサC4が端子N4と接地D間に接続されている。タイミング発生器19は例えばタイマー回路の単安定動作を利用した1ショットマルチバイブレーターと呼ばれる回路であり、Hレベル時間幅Th2とLレベル時間幅Th2の比率を設定する。この比率は抵抗器R2とコンデンサC4にて決定される。ここでは簡単のため、これらの抵抗値、容量をR2,C4とする。周波数fは不変で、第1のタイミング発生器18から出力される周波数を維持する。出力信号は出力端子N7から出され、抵抗器R4を介してスイッチング素子12のゲートに入力される。In the
タイミング発生器19は、入力信号の立ち下がりをトリガーとして一定時間出力をHレ
ベルに保持する。Hレベルの時間幅Th2は次式で表される。
Th2=1.1×R2×C4…(式6)
例えば、抵抗値R2(10〜110KΩ)、容量C4(0.068μF)を代入して計算すると、Hレベル時間幅Th2は、0.75ms〜8.2msとなる。これは、設計段階で1〜8ms程度を目標にしていたため、妥当な値である。例えば4ms周辺に設定可能である。
Lレベル時間幅Tl2は抵抗値R1及び抵抗値R2に依存し、次式で表わされる。
Tl2=(1/f−Th2)…(式7)
The
Th 2 = 1.1 × R2 × C4 (Formula 6)
For example, when calculation is performed by substituting the resistance value R2 (10 to 110 KΩ) and the capacitance C4 (0.068 μF), the H level time width Th 2 becomes 0.75 ms to 8.2 ms. This is a reasonable value because the target is about 1 to 8 ms at the design stage. For example, it can be set around 4 ms.
The L level time width Tl 2 depends on the resistance value R1 and the resistance value R2, and is expressed by the following equation.
Tl 2 = (1 / f−Th 2 ) (Expression 7)
N5はリセット信号の入力端子で、Lレベルに維持されると出力がLレベルに固定され、電磁石4はオフの状態で、振動台2に振動を付与しない。端子N8と端子N9との間に24Vの制御信号が加わると、抵抗器R5、モニター用の発光ダイオード(LED)D2、フォトカプラー20の発光ダイオードD3の順に電流が流れ、発光ダイオードD2が点灯する。発光ダイオードD3に電流が流れるとフォトトランジスタT2はオンになり、入力端子N5はHレベルになり、第2のタイミング発生器19が稼動する。この状態にて、電磁石4がオンオフ駆動され、パーツフィーダーに振動を付与する。
N5 is an input terminal for a reset signal. When the input terminal is maintained at the L level, the output is fixed at the L level, the
他方、端子N8と端子N9との間に24Vの制御信号が無くなると、発光ダイオードD2が消灯し、フォトトランジスタT2がオフとなり、入力端子N5はLレベルになり、第2のタイミング発生器19がリセットされ、動作を停止する。この状態では出力端子N7はLレベルに維持され、スイッチング素子12はオフに保たれる。フォトカプラー20(D3−T2)を使用したのは、制御信号と駆動系電源を絶縁し、パルス発生手段10へのノイズの混入を防止するためである。
また、抵抗器R4はスイッチング素子12のゲート入力容量のために過大な電流が流れないように、回路を保護するためのものである。On the other hand, when the control signal of 24V is lost between the terminals N8 and N9, the light emitting diode D2 is turned off, the phototransistor T2 is turned off, the input terminal N5 becomes L level, and the
The resistor R4 is for protecting the circuit so that an excessive current does not flow due to the gate input capacitance of the switching
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態に種々変更を加えられることは明白である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made to the embodiments without departing from the spirit of the present invention. It is.
例えば、本実施の形態では、スイッチング素子12にパワーMOSFETを使用する例を説明したが、JFET(ジャンクショントランジスタ)を用いても良く、IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスト)を用いても良い。バイポーラトランジスタを用いても良いが、制御用のICやトランジスタを多く使用する必要があり、発熱量も多くなるので、絶縁ゲート型素子を使用するのが好ましい。また、24V電圧を5V電圧に変換するのにシリーズレギュレータ16を使用する例を示したが、シリーズレギュレータ16に代えてDC−DCコンバータを使用しても良い。ただし、DC−DCコンバータはノイズ源となる可能性があるので、シリーズレギュレータを使用するのが好ましい。
For example, although an example in which a power MOSFET is used as the switching
また、電磁石駆動用(24V)電源とタイミング発生回路用(5V)電源を別に設けても良い。また、抵抗値Rを挿入するために1個の抵抗器14を使用する例を説明したが、抵抗値Rを得られる等価回路であれば複数の抵抗器を直列、並列に接続して使用しても良く、例えばダイオード13の上下に分けて2個の抵抗器を配置しても良い。また、逆方向にしたダイオード13に代えてスイッチング素子12オフ時に連動してオンになり、オン時に連動してオフになるスイッチを設けても良い。また、スイッチング素子12を制御するパルス発生手段の構成も種々変更可能である。
Further, an electromagnet driving (24V) power source and a timing generating circuit (5V) power source may be provided separately. In addition, although an example in which one
本発明は、共振型パーツフィーダーに振動を付与する振動磁界発生装置等に利用される。また、振動磁界発生装置を組み込んだ共振型パーツフィーダーを自動免疫測定装置等に利用される。
The present invention is used for an oscillating magnetic field generator for applying vibration to a resonance type part feeder. In addition, a resonance-type parts feeder incorporating an oscillating magnetic field generator is used for an automatic immunoassay device or the like.
Claims (7)
前記振動磁界発生装置は、電磁石と前記電磁石を駆動する電磁石駆動回路を備え;
前記電磁石はインダクタンスLと抵抗値rを有し;
前記電磁石駆動回路は、前記電磁石に励磁電流を供給する直流電源に接続するための端子と、前記励磁電流をオンオフ制御するスイッチング素子と、前記スイッチング素子がオフの時に、前記電磁石に蓄積されたエネルギーを放出する電磁エネルギー放出回路と、前記スイッチング素子に供給するパルス信号を発生するパルス発生手段とを有し;
前記電磁エネルギー放出回路は、ダイオードと前記抵抗値rに比較して大きい抵抗値Rの抵抗器とを直列接続した回路が、前記電磁石に並列に接続され;
前記パルス信号を前記スイッチング素子に周期的に供給することにより、前記電磁石に前記パルス信号の周期を有する振動磁界を発生させ;
前記振動磁界が前記振動台及び前記パーツ移送路に振動を付与することにより、前記部品を前記パーツ移送路の前記溝に沿って整列させながら移動させる;
パーツフィーダー。 An oscillating magnetic field generator, a part receiving part for inserting parts, a part transfer path for moving parts inserted from the part receiving part while being aligned in a groove, and a part transferred along the part transfer path are 1 A parts feeder comprising: a component supply unit that supplies the parts individually; and a main body unit that includes the parts transfer path and has a vibration table that receives a vibration magnetic field from the vibration magnetic field generator and applies vibration to the parts transfer path. And
The oscillating magnetic field generator comprises an electromagnet and an electromagnet drive circuit for driving the electromagnet;
The electromagnet has an inductance L and a resistance value r;
The electromagnet driving circuit includes a terminal for connecting to a DC power source that supplies an excitation current to the electromagnet, a switching element that controls on / off of the excitation current, and energy stored in the electromagnet when the switching element is off. An electromagnetic energy emission circuit that emits and a pulse generation means for generating a pulse signal to be supplied to the switching element;
In the electromagnetic energy emission circuit, a circuit in which a diode and a resistor having a resistance value R larger than the resistance value r are connected in series is connected in parallel to the electromagnet;
Periodically supplying the pulse signal to the switching element to cause the electromagnet to generate an oscillating magnetic field having the period of the pulse signal ;
The oscillating magnetic field applies vibrations to the vibration table and the parts transfer path, thereby moving the parts while being aligned along the grooves of the parts transfer path;
Parts feeder.
前記部品はおよそ中心軸に対して対称な形状で、その本体部分が前記溝に入り、頭部のみ前記溝上に出る形状に形成されており、前記部品収納箱から前記パーツ移送路に落下供給された部品は、前記パーツ移送路の前記斜面を転がって、前記パーツ移送路に設けられた前記溝に落下して1列に整列するように構成されている; The part has a shape approximately symmetrical with respect to the central axis, and its main body part is formed in the groove, and only the head part is formed on the groove, and is dropped from the part storage box to the parts transfer path. The parts are configured to roll on the slope of the parts transfer path and fall into the grooves provided in the parts transfer path to be aligned in one row;
請求項1に記載のパーツフィーダー。 The parts feeder according to claim 1.
前記電磁石駆動回路により前記電磁石のコイルに流れる駆動電流をオンオフ制御すると、前記振動磁界が発生し、オン時には前記電磁石が励磁されて、前記板ばねを撓めて前記アマーチュアを前記振動台ごと引き付け、オフ時には前記電磁石が消磁されて、前記板ばねの力で前記振動台を元に戻し、オンオフを繰り返すことにより、前記振動磁界が前記振動台及び前記パーツ移送路に振動を付与する;When the driving current flowing in the coil of the electromagnet is controlled on and off by the electromagnet driving circuit, the oscillating magnetic field is generated, and when the electromagnet is turned on, the electromagnet is excited to bend the leaf spring and attract the armature together with the vibrating table, The electromagnet is demagnetized when turned off, the vibration table is returned to its original state by the force of the leaf spring, and the vibration magnetic field applies vibrations to the vibration table and the parts transfer path by repeatedly turning on and off;
請求項1又は請求項2に記載のパーツフィーダー。 The parts feeder according to claim 1 or 2.
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のパーツフィーダー。 In the oscillating magnetic field generator, the first switching element is formed of an insulated gate element, and the pulse generation means includes a first timing generator that determines a cycle of a switching pulse supplied to the switching element, A second timing generator defining a high-level width of the switching pulse;
The parts feeder according to any one of claims 1 to 3 .
請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のパーツフィーダー。A power supply for supplying power to the main body and the oscillating magnetic field generator;
Parts feeder according to any one of claims 1 to 4.
請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載のパーツフィーダー。Adjustable to match the frequency of the oscillating magnetic field to the natural frequency of its own vibration mechanism;
Parts feeder according to any one of claims 1 to 5.
自動免疫測定装置。To any one of claims 1 to 6 comprising a parts feeder according;
Automatic immunoassay device.
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