(57)【要約】【課題】本発明は、複数のディスポーザブルチップを有する分注ノズル体と分注ピストン機構を互いに独立させてチューブと切換弁で接続することにより、各ディスポーザブルチップにおける吸引及び吐出量を変えることを目的とする。【解決手段】本発明による切換弁を有する分注機構は、複数の切換弁(205)を有する切換弁体(204)のＡポート(204A)及びＢポート(204B)に第１、第２分注ノズル体(202,203)を接続し、前記切換弁体(204)に入側チューブ(205A)を介して接続された駆動装置(210)の分注用ピストン(52C)の作動により、各ディスポーザブルチップ(51a,51b)の吸引及び吐出量を変更できる構成である。【選択図】図１
2010181380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１ディスポーザブルチップ(51a)を有する第１分注ノズル体(202)と、前記各第１ディスポーザブルチップ(51a)に第１出側チューブ(206)を介して各々接続された複数の切換弁(205)を有する切換弁体(204)と、前記各切換弁(205)に入側チューブ(205A)を介して各々接続された複数のシリンダ(52B)を有するシリンダブロック(52A)と、前記各シリンダ(52B)に接続された複数の分注用ピストン(52C)と、前記各分注用ピストン(52C)を保持するためのピストン保持ブロック(213)と、前記ピストン保持ブロック(213)を介して前記各分注用ピストン(52C)を作動させるための駆動装置(210)と、を備え、
前記各切換弁(205)の開閉により、前記各ディスポーザブルチップ(51a,51b)における吸引及び吐出の量を変えることができることを特徴とする切換弁を有する分注機構。
【請求項２】
前記切換弁体(204)の前記各切換弁(205)に第２出側チューブ(206A)を介して接続された複数の第２ディスポーザブルチップ(51b)を有する第２分注ノズル体(203)と、を備え、前記各切換弁(205)の開閉により、前記各分注ノズル体(202,203)の各ディスポーザブルチップ(51a,51b)における吸引及び吐出の量を変えることができることを特徴とする請求項１記載の切換弁を有する分注機構。
【請求項３】
前記駆動装置(210)は、前記ピストン保持ブロック(213)を直動案内するための直線軌道(212)を有するサポートユニット(214)と、前記サポートユニット(214)に設けられ前記ピストン保持ブロック(213)を直動させるためのボールネジ(216)と、前記ボールネジ(216)にカップリング(215)を介して接続された駆動モータ(4)と、からなることを特徴とする請求項１又は２記載の切換弁を有する分注機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切換弁を有する分注機構に関し、特に、複数のディスポーザブルチップを有する分注ノズル体と分注ピストン機構を互いに独立させてチューブと切換弁で接続することにより、各ディスポーザブルチップにおける吸引及び吐出量を変えることができるようにするための新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、用いられていたこの種の切換弁を有する分注機構としては、例えば、後述の特許文献１に開示された機構を挙げることができる。
すなわち、図３及び図４において符号１で示されるものは全体形状がほぼ箱形をなすケーシングであり、このケーシング１には、図４に示されるように、回転形の第１、第２クラッチ２、３及び駆動モータ４が設けられている。
【０００３】
前記第１クラッチ２の上部には第１プーリ５が設けられ、その下部にはタイミングプーリ６が設けられている。
前記第２クラッチ３の上部には第２プーリ７が設けられ、その下部には第３プーリ８が設けられている。
【０００４】
前記タイミングプーリ６と第３プーリ８とは第１タイミングベルト９によって連結されており、前記第１プーリ５は前記ケーシング１に回転自在に設けられたピッチ可変用駆動ネジ１０の上部の第４プーリ１１に第２タイミングベルト１２を介して連結され、前記第２プーリ７は前記ケーシング１に回転自在に設けられた分注ピストン用駆動ネジ１３の上部の第５プーリ１４に第３タイミングベルト１５を介して連結されている。
【０００５】
前記ピッチ可変用駆動ネジ１０には、このピッチ可変用駆動ネジ１０と螺合するナットに連結シャフト保持ブロック１６が固定されており、この連結シャフト保持ブロック１６は前記ケーシング１にその上下方向に沿って設けられた第１直線軌道２０によって上下動、すなわち、昇降自在に設けられている。
【０００６】
前記分注ピストン用駆動ネジ１３の上部には、この分注ピストン用駆動ネジ１３と螺合するナットにピストン保持ブロック２１が固定されており、このピストン保持ブロック２１は前記ケーシング１にその上下方向に沿って設けられた第２直線軌道２２によって上下動、すなわち、昇降自在に設けられている。
【０００７】
前記ピッチ可変用駆動ネジ１０の下部は、前記ケーシング１の下部から水平方向に延設された保持板２３に設けられた第１軸受２４に回転自在に保持され、前記連結シャフト保持ブロック１６から下方に向けて設けられた連続シャフト２５の下端には連結部材２６を介して複数の傾斜溝カム３０ａを有する溝カム体３０が接続されている。
【０００８】
前記溝カム体３０は図３に示されるように互いに対向配置の一対よりなり、図５に示すように、各溝カム体３０は一対の連結板３１によって全体形状が枠型となるように構成され、前記連結板３１の中央内側に設けられた溝カム用ガイド３２は、前記ケーシング１に固定されて前方へ突出して形成され全体形状がほぼ箱形をなす保持体３３の前板３４の中央位置に上下方向に沿って形成された溝カム案内用直線軌道３５に係合して前記連結板３１と共に上下動すなわち昇降可能に構成されている。
【０００９】
前記分注ピストン用駆動ネジ１３の下部は、前記保持体３３の上板３６に設けられた第２軸受３７に回転自在に軸支されており、前記ピストン保持ブロック２１に設けられた分注ピストン体４０は、前記上板３６の筒状ガイド４１を貫通して前記上板３６の下方へ延設されて横長形状の枠状ガイド４２に接続されている。
【００１０】
前記保持体３３は、図５に示されるように、前記前板３４と同様に後板３４ａが設けられ、図３で示した溝カム案内用直線軌道３５が同様に設けられている。
従って、前記連結板３１も図５で示されるように設けられており、一対の前記各溝カム体３０は、前記各連結板３１によって接続されていることにより、平面的にみると四角形の枠型に構成されて前記保持体３３の外側で昇降自在に配設されている。
【００１１】
前記枠状ガイド４２に接続された分注ピストン体４０の両側には、一対のガイド棒４０ａ，４０ｂが植立して設けられ、この各ガイド棒４０ａ、４０ｂは、前記上板３６に設けられた一対のガイドブッシュ４１ａ、４１ｂを介して上方に摺動自在に突出し、前記枠状ガイド４２の位置決めを行うように構成されている。
【００１２】
前記保持体３３の下部には、前記前板３４及び後板３４ａ間に支持されピッチ可変用直線軌道を形成するための複数の横棒５０が固定して設けられ、この各横棒５０には、ディスポーザブルチップ５１ａを有するノズル５１を各々下部に有する複数のシリンダブロック５２が横方向に沿って移動可能に並設されている。
【００１３】
前記各シリンダブロック５２の上部には、前記各傾斜溝カム３０ａと係合するカムフォコワ５２ａが設けられると共に、各々分注ピストン５３が挿入自在に設けられ、各分注ピストン５３の昇降によって各ノズル５１に取付けられたディスポーザブルチップ５１ｄ内に液体を吸引するか、又は各ディスポーザブルチップ５１ｄ内の液体を吐出することができるように構成されている。
【００１４】
前記枠状ガイド４２は、図３及び図４並びに図７で示されるように、第１ガイド片４２ａ及び第２ガイド片４２ｂで構成されると共に、各ガイド片４２ａ、４２ｂ間に間隔Ｄを有する隙間６０が形成され、この隙間６０内には前記各分注ピストン５３の上部に回転自在に設けられたベアリングからなるローラ６１が矢印Ｇで示す水平方向に移動することができるように係合して組合わせられている。
尚、前記間隔Ｄは、ローラ６１の外径に対して分注量に極力影響しない隙間６０となるように構成されている。
【００１５】
次に、全体の動作について述べるが、その前に、前記分注ロボット１０６、１０７の動作について述べる。まず、図３の状態は、各シリンダブロック５２に対して溝カム体３０を最上部に移動させて各シリンダブロック５２を互いに接合させた最も各ノズル５１の各ピッチが小さい状態を示している。
次に、前述の状態において、前記各ノズル５１の各ピッチを大きくする場合、まず、前記第２クラッチ３をオフとした状態で、予め図示しない制御部側で設定された設定ピッチの指令に基づいて駆動モータ４が駆動されると、第１クラッチ２を介して第１プーリ５が回転し、この回転は、第２タイミングベルト１２及び第４プーリ１１を介してピッチ可変用駆動ネジ１０が回転する。
【００１６】
前記ピッチ可変用駆動ネジ１０の回転により、連結シャフト保持ブロック１６が降下し、連結シャフト２５及び連結部材２６を介して溝カム体３０が同時に降下かる。
前記溝カム体３０の降下により、各傾斜溝カム３０ａに係合する各シリンダブロック５２の各カムフォロワ５２ａは、各傾斜溝カム３０ａの溝カム形状に沿って外側方向に移動させられ、各シリンダブロック５２及びノズル５１が、前記設定ピッチとなった状態で駆動モータ４の駆動が停止される。
【００１７】
次に、前述の状態で、第１クラッチ２がオフとなり、第２クラッチ３がオンとなると、駆動モータ４の駆動は第１タイミングベルト９を介して、第３プーリ８、第２クラッチ３、第２プーリ７、第３タイミングベルト１５及び第５プーリ１４を介して分注ピストン用駆動ネジ１３に伝達され、この分注ピストン用駆動ネジ１３の回転によってピストン保持ブロック２１が昇降する。
【００１８】
前記ピストン保持ブロック２１と連動して分注ピストン体４０の昇降により、各分注ピストン５３が各シリンダブロック５２に対して昇降を行うことができる。
前記各シリンダブロック５２の各ノズル５１のディスポーザブルチップ５１ａを液槽（図示しない）内に浸漬した状態で、前述の各分注ピストン５３の上昇動作を行うと、液の吸引が行われ、液の吸引後に前記各分注ピストン５３の降下動作を行うと、各ノズル５１のディスポーザブルチップ５１ａからの液の吐出、すなわち、他の場所への液の分注を行うことができる。
従って、各分注ロボット１０６、１０７の構成においては、一対のクラッチ２、３を用いて１個のみの駆動モータ４の回転を、ピッチ可変用駆動ネジ１０と分注ピストン用駆動ネジ１３に選択的に供給しているため、駆動源としては１個の駆動モータ４のみで分注とピッチ可変の２系統の動作を選択的に行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開２００７−１３９６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
従来の分注機構は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、多チャンネルのノズルを一枚の傾斜溝カムを用いて同時に昇降させる構成であるため、各チャンネル毎の吸引及び吐出量を変えることができなかった。
また、一つの装置によって、異なる容量のチップを使用する場合、装着することが難しいため、必要とする容量毎別に複数の分注ピストン機構を用いなければならなかった。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明による分注機構は、複数の第１ディスポーザブルチップを有する第１分注ノズル体と、前記各第１ディスポーザブルチップに第１出側チューブを介して各々接続された複数の切換弁を有する切換弁体と、前記各切換弁に入側チューブを介して各々接続された複数のシリンダを有するシリンダブロックと、前記各シリンダに接続された複数の分注用ピストンと、前記各分注用ピストンを保持するためのピストン保持ブロックと、前記ピストン保持ブロックを介して前記各分注用ピストンを作動させるための駆動装置と、を備え、前記各切換弁の開閉により、前記各ディスポーザブルチップにおける吸引及び吐出の量を変えることができる構成であり、また、前記切換弁体の前記各切換弁に第２出側チューブを介して接続された複数の第２ディスポーザブルチップを有する第２分注ノズル体と、を備え、前記各切換弁の開閉により、前記各分注ノズル体の各ディスポーザブルチップにおける吸引及び吐出の量を変えることができる構成であり、また、前記駆動装置は、前記ピストン保持ブロックを直動案内するための直線軌道を有するサポートユニットと、前記サポートユニットに設けられ前記ピストン保持ブロックを直動させるためのボールネジと、前記ボールネジにカップリングを介して接続された駆動モータと、からなる構成である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明による分注機構は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、複数の第１ディスポーザブルチップを有する第１分注ノズル体と、前記各第１ディスポーザブルチップに第１出側チューブを介して各々接続された複数の切換弁を有する切換弁体と、前記各切換弁に入側チューブを介して各々接続された複数のシリンダを有するシリンダブロックと、前記各シリンダに接続された複数の分注用ピストンと、前記各分注用ピストンを保持するためのピストン保持ブロックと、前記ピストン保持ブロックを介して前記各分注用ピストンを作動させるための駆動装置と、を備え、前記各切換弁の開閉により、前記各第１ディスポーザブルチップにおける吸引及び吐出の量を変えることができることにより、各チャンネル、すなわち、各ディスポーザブルチップ毎の吸引及び吐出の量を変えることができ、１台の分注機構で多くの要求に応えることができる。
また、前記切換弁体の前記各切換弁に第２出側チューブを介して接続された複数の第２ディスポーザブルチップを有する第２分注ノズル体と、を備え、前記各切換弁の開閉により、前記各分注ノズル体の各ディスポーザブルチップにおける吸引及び吐出の量を変えることができることにより、従来よりも多くのチャンネルの吸引と吐出ができる。
また、前記駆動装置は、前記ピストン保持ブロックを直動案内するための直線軌道を有するサポートユニットと、前記サポートユニットに設けられ前記ピストン保持ブロックを直動させるためのボールネジと、前記ボールネジにカップリングを介して接続された駆動モータと、からなることにより、多チャンネルのディスポーザブルチップの同時あるいは個別の吐出及び吸入を離れた場所からでも行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による切換弁を有する分注機構を示す構成図である。
【図２】図１の矢視Ａ図である。
【図３】従来の分注機構を示す斜視図である。
【図４】図３の矢視Ａ図である。
【図５】図３の要部の断面図である。
【図６】図３の矢視Ｂ図である。
【図７】図５のＣ部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明は、複数のディスポーザブルチップを有する分注ノズル体と分注ピストン機構を互いに独立させてチューブと切換弁で接続することにより、各ディスポーザブルチップにおける吸引及び吐出量を変えることができるようにした切換弁を有する分注機構を提供することを目的とする。
【実施例】
【００２５】
以下、図面と共に本発明による切換弁を有する分注機構の好適な実施の形態について詳細に説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分については、同一符号を用いて説明する。
図１において符号２００で示されるものは、分注ノズル機構であり、この分注ノズル機構２００は、主として、第１分注ノズル体２０２、第２分注ノズル体２０３及び切換弁体２０４とから構成されている。
【００２６】
前記切換弁体２０４は、Ａポート２０４Ａ及びＢポート２０４Ｂを有する複数の切換弁２０５から構成され、この各切換弁２０５は、Ａポート２０４ＡとＢポート２０４Ｂが形成されているため、２ポート式で構成されている。
【００２７】
前記切換弁体２０４の各切換弁２０５の各Ａポート２０４Ａに接続された各第１出側チューブ２０６は、前記第１分注ノズル体２０２の各第１ノズル５１に接続され、各第１ノズル５１には第１ディスポーザブルチップ５１ａが接続されている。
尚、各第１ディスポーザブルチップ５１ａは多チャンネルＡ〜Ｈを構成し、この多チャンネルＡ〜Ｈは各切換弁２０５の多チャンネルＡ〜Ｈ表示と一致して連通している。
【００２８】
前記切換弁体２０４の各切換弁２０５の各Ｂポート２０４Ｂに接続された各第２出側チューブ２０６Ａは、前記第２分注ノズル体２０３の各第２ノズル５２が接続され、各第２ノズル５２には第２ディスポーザブルチップ５１ｂが接続されている。
尚、各第２ディスポーザブルチップ５１ｂは多チャンネルＩ〜Ｐを構成し、この多チャンネルＩ〜Ｐは各切換弁２０５の多チャンネルＩ〜Ｐと一致して連通している。
【００２９】
前記切換弁体２０４の各切換弁２０５は、入側チューブ２０５Ａを介して前記分注ピストン機構２０１の駆動装置２１０のシリンダブロック５２Ａの各シリンダ５２Ｂに各々独立して接続され、各シリンダ５２Ｂには分注用ピストン５２Ｃが出入自在に設けられている。
【００３０】
前記駆動装置２１０は、全体形状がブロック状の本体２１１によって構成され、この本体２１１の上部には前記シリンダブロック５２Ａが設けられ、前記各分注用ピストン５２Ｃは、前記本体２１１に設けられた直線軌道２１２によって往復直動自在なピストン保持ブロック２１３に接続されている。
【００３１】
前記ピストン保持ブロック２１３の下方位置には、サポートユニット２１４及びカップリング２１５を介して駆動モータ４が設けられ、前記サポートユニット２１４に支持され前記駆動モータ４によって回転するボールネジ２１６は、前記ピストン保持ブロック２１３の下部に設けられたボールネジナット２１７と螺合した後に前記ピストン保持ブロック２１３の上方に延出している。
【００３２】
図２は、図１の矢視Ａを示すもので、前記シリンダブロック５２Ａに設けられた各シリンダ５２Ｂに挿入された各分注用ピストン５２Ｃは、前記シリンダブロック５２Ａに設けられたシール５２Ｄにより水密状に構成されている。
【００３３】
前述の構成において、前記各分注ノズル体２０２、２０３の各ディスポーザブルチップ５１ａ、５１ｂに対して等量の検体（液体）等の吸引を行う場合は、前記切換弁体２０４の各切換弁２０５の各チャンネルＡ〜Ｐの全ポート２０４Ａ、２０４Ｂを全開とし、前記駆動モータ４を駆動することにより、駆動装置２１０の各分注用ピストン５２Ｃが作動し、各ディスポーザブルチップ５１ａ、５１ｂの全チャンネルＡ〜Ｐにおける等量の吸引を行うことができる。
尚、前述の場合、吸引を行う場合について述べたが、吐出の場合も各分注用ピストン５２Ｃの動作方向が逆方向になるのみで動作状態は同一であるため、ここでは省略するものとする。
【００３４】
また、前記各ディスポーザブルチップ５１ａ、５１ｂにおける各チャンネルＡ〜Ｐで特定のチャンネル毎に吸引及び吐出量を変える場合には、前記各切換弁２０５の予め設定したチャンネルのみの開閉及び分注用ピストン５２Ｃのストローク動作の可変によって吸引、吐出量を変えることができる。
また、特定のチャンネルのみの吸引量を変えるように前記分注用ピストン５２Ｃのストロークを制御することによって簡単に吸引及び吐出量を変えることができる。
尚、前述の前記切換弁体２０４の各切換弁２０５の各チャンネルＡ〜Ｐにおける開閉制御は、図示しない制御装置によって制御されるように構成されている。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明による切換弁を有する分注機構は、ＤＮＡ用の試液に限らず、一般薬品及び食品等の試液の分注に適用可能である。
【符号の説明】
【００３６】
４    駆動モータ
５１    第１ノズル
５１ａ    第１ディスポーザブルチップ
５１ｂ    第２ディスポーザブルチップ
５２    第２ノズル
５２Ａ    シリンダブロック
５２Ｂ    シリンダ
５２Ｃ    分注用ピストン
２００    分注ノズル機構
２０１    分注ピストン機構
２０２    第１分注ノズル体
２０３    第２分注ノズル体
２０４    切換弁体
２０４Ａ    Ａポート
２０４Ｂ    Ｂポート
２０５    切換弁
２０５Ａ    入側チューブ
２０６    第１出側チューブ
２０６Ａ    第２出側チューブ
２１０    駆動装置
２１１    本体
２１２    直線軌道
２１３    ピストン保持ブロック
２１４    サポートユニット
２１５    カップリング
２１６    ボールネジ
２１７    ボールネジナット
【図１】
2010181380.tif 000003
【図２】
2010181380.tif 000004
【図３】
2010181380.tif 000005
【図４】
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【図５】
2010181380.tif 000007
【図６】
2010181380.tif 000008
【図７】
2010181380.tif 000009