(57)【要約】【課題】シリンジ径が小さいマイクロポンプのシリンダとシリンジピストン間のシール部材の信頼性をあげ、分注精度の高い、低コストのポンプを提供する事を課題とする。【解決手段】中空形状にしたシリンジピストン１０３の軸径をφＤ０，φＤ１の二段形状とし、その面積差により発生する容積変化と、シリンダ１０２によりポンプ室１０２ａを形成し、さらにシリンジピストン１０３を固定とし、シリンダ１０２を駆動させる。ポンプ体１００のシリンダ１０２を水平方向に、ピペットチップ１０５ａ〜１０５ｈを鉛直方向に配置し、マニホールド１０７にてシリンジピストン１０３とピペットチップ１０５ａ〜１０５ｈを連結する。【選択図】　図２
2004028068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二段形状を有するシリンジピストンと、摺動可能なシリンダとによってポンプ室を形成し、前記二段形状の面積差により発生する容積変化を利用したマイクロポンプ。
【請求項２】
二段形状を有するシリンジピストンを中空形状にし、圧力配管経路として利用した請求項１のマイクロポンプ。
【請求項３】
ポンプ体のシリンジピストンを水平方向に、ピペットチップを鉛直方向に配置し、シリンジピストンとピペットチップをマニホールドで連結したマイクロポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は分注装置等に使用されるポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は従来の液体分注装置を示す。取り付け台３０１上にはシリンダ３０２が設けられ、モータ３１１がブラケット３１２を介して設置されている。シリンダ３０２には複数のポンプ室３０２ａが貫通穴として設けられ、その一端は継ぎ手３０６を介しチューブ３１３が接続され、他端はシリンジピストン３０３がポンプ室３０２ａ内を摺動可能に挿入されている。シリンジピストン３０３はシリンダ３０２にシール材３０４を介し係合され、外気と遮断されている。複数シリンジピストン３０３の一端はシリンジピストン駆動板３０５に固定され、その上にはナット３０９，ボールネジ３０８，カップリング３１０を介しモータ３１１に結合されている。ボールネジ３０８の一　　端は回転可能にシリンダ３０２を介し、機枠３０１に取り付けられている。さらにポンプ室３０２ａの一端は複数の継手３０６，３１４，チューブ３１３を介しピペット台３１６に設けられたピペットチップ３１５ａ〜３１５ｈに接続されている。モータ３１１がＥ方向へ回動すると、シリンジピストン３０３は、カップリング３１０，ボールネジ３０８，シリンジピストン駆動板３０５を介しＨ方向に駆動されポンプ室３０２ａ内を摺動する。その結果シリンジピストン３０３が移動した分だけ容積変化が生じポンプ室３０２ａは減圧され、チューブ３１３の先に接続されている複数のピペットチップ３１５ａ〜３１５ｈは所望する液体の吸入状態となる。その後、前記説明した動作と逆にした動作をする事により吸入した液体を吐出する状態となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように吸入、吐出量はシリンジピストン径φｄの面積×ストロークで決定され、特に微量分注を要する本装置においてはモータ３１１，ボールネジ３０８の位置精度やバックラッシが影響し、ストローク位置精度が不安定なため誤差を少なくするためにストロークを極力長く、さらにシリンジピストン径φｄを極限まで小さくする必要があった。
マイクロポンプの場合このシリンジピストン３０３の径φｄが１ｍｍ以下と極めて細く、またシリンジピストン３０３が一端しか保持されない構成、すなわち片持ち構造のために、係合するシール材３０４のシール性において磨耗等の発生により気密性が悪化し、分注精度が低下したり液だれが発生するという問題があった。
【０００４】また、従来例ではシリンジピストン駆動機構を駆動方向と同一方向に直線的に配置しなければならず装置が大型化し、ポンプ体とノズル間をチューブで接続し別置する必要があった。
その結果ピペットチップの移動や経路変化に伴う容積変化が発生し、分注精度が低下するという問題があった。
【０００５】さらに微細なシリンジピストン径のポンプでは、シリンダとシリンジピストン間のシール部材も微細加工が必要となり製造上困難であり、　　コストも高いものであった。
【０００６】本発明は上記した欠点を除き、高信頼性でありながら低コストのポンプを提供する事を課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明の手段は、シリンジピストン径を二段形状とし、その径差による容積変化を利用する事でシール性及び信頼性を向上させる。
【０００８】さらにシリンジピストンを固定とし、シリンダを駆動させ、ポンプ室の相対的な容積変化を得る事で小型化する。
【０００９】請求項２および３記載の発明の手段は、シリンジピストンを中空状にし管路として利用し、さらにポンプ体のシリンダを水平方向に、ピペットチップを鉛直方向に配置しマニホールドで前記管路と連結することで小型化しチューブを廃止し分注精度を高くする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の概要を示したものであり、ポンプ体１００の機枠１０１にはモータ１，カップリング２，ボールネジ３，ナット４が設けられ、モータ１がＥ方向に回動するとシリンダ１０２がＨ方向に駆動し、Ｆ方向に回動するとＧ方向に駆動する様に係合されている。
【００１１】図２はポンプ体１００の詳細を示し、コの字上の機枠１０１には両端を貫通する状態で軸の径が二段に構成されるシリンジピストン１０３が固定されている。このシリンジピストン１０３は摺動可能な貫通穴を持つシリンダ１０２にシール部材１０４ａ，１０４ｂを介して挿入されている。またシリンジピストン１０３の一つの端面から小穴１０３ａが明けられており、小穴１０３ａはピストン１０３の二段に構成される段差部近傍の小軸径位置で円周部へ開口されている。シリンジピストン１０３の小穴１０３ａを有する一端はコの字上機枠１０１を貫通し、シール部材１０８を介しマニホールド部１０７に挿入されている。またマニホールド部１０７はシリンジピ　　ストン１０３が挿入される穴とＬ字型をなす貫通穴１０７ａが設けられ、
チップ体１０６が挿入され、その先端には着脱可能なピペットチップ１０５ａが装着されている。他のピペットチップ１０５ｂ〜１０５ｈも同様の構成をなし複数の分注ヘッドを構成している。
【００１２】さらに図２は吐出状態におけるポンプ体１００の状態を示している。シリンダ１０２がＨ方向に移動せしめられると、ポンプ室１０２ａ内はほぼシリンジピストン１０３の大直径部φＤ１部分で占められ空間の容積は最小になる。
【００１３】図３は吸入状態を示す。シリンダ１０２がＧ方向へ駆動されると、ポンプ室１０２ａ内はほぼシリンジピストン１０３の小直径部φＤ０部分で占められ空間の容積は最大になる。
【００１４】以上の説明によりポンプ室はシリンダ１０２のＨ方向，Ｇ方向の移動動作により容積変化が起こり、シリンジピストン１０３にあけられた子穴１０３ａ，マニホールド部１０７，貫通穴１０７ａ，貫通穴を有するチップ体１０６の管路を介してピペットチップ１０５ａから吸入，吐出が可能となる。
【００１５】またシリンジピストン１０３，ピペットチップ１０５ａ〜１０５ｈは複数である必要はなく、単独のものでも同様の効果が得られる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明は以上に説明したような構成により、次のような効果を奏する。請求項１に記載された発明は、二段形状のシリンジピストンの軸径段差による容積変化を利用することによりマイクロレベルでの容積変化が可能となり、さらにシリンジピストン径を大きくすることと、シリンジピストンの両端を保持することが可能で、シリンジピストンの極小径に対するシール部材の技術的な課題がなく信頼性の向上、及び分注精度の高い装置の提供ができる。
【００１７】さらにシリンジピストンを固定し、ポンプ室を有するシリンダを駆動する事により装置の小型化、軽量化を図ることが出来る。
【００１８】請求項２に記載された発明は、シリンジピストンを中空状とし　　配管経路として利用することにより圧力管路を短縮化、小型化ができ、さらにチューブの捩れや経路変化による分注精度のばらつきやチューブ接続を廃止でき分注精度の高い装置の提供が可能となる。
【００１９】請求項３に記載された発明は、シリンジピストンとノズルをマニホールドで連結することにより管路を短縮化でき、さらには連結チューブを廃止することが可能となり分注精度の高い装置の提供ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のポンプ全体の詳細斜視図である。
【図２】本発明のポンプ体部の吐出動作時の断面図である。
【図３】本発明のポンプ体部の吸引動作時の断面図である。
【図４】従来のポンプを示す斜視図である。
【符号の説明】
１：モータ
２：カップリング
３：ボールネジ
４：ナット
１００：ポンプ体
１０１：機枠
１０２：シリンダ
１０２ａ：ポンプ室
１０３：シリンジピストン
１０３ａ：小穴
１０４ａ，１０４ｂ：シール部材
１０５ａ〜１０５ｈ：ピペットチップ
１０６：チップ体
１０６ａ：小穴
１０７：マニホールド
１０７ａ：貫通穴
１０８：シール部材
３００：シリンジポンプ
３０１：取り付け台
３０２：シリンダ
３０２ａ：ポンプ室
３０３：シリンジピストン
３０４：シール部材
３０５：シリンジピストン駆動板
３０６：継ぎ手
３０８：ボールネジ
３０９：ナット
３１０：カップリング
３１１：モータ
３１２：ブラケット
３１３：チューブ
３１４：継手
３１５ａ〜３１５ｈ：ピペットチップ
３１６：ピペット台
【図１】
2004028068.tif 000003
【図２】
2004028068.tif 000004
【図３】
2004028068.tif 000005
【図４】
2004028068.tif 000006