(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動機構により進退移動するプランジャ頭部を装着するためのプランジャホルダと、前記プランジャが嵌挿されるツバ部付きシリンダを装着するためのシリンダホルダとを備えるシリンダユニットであって、
前記シリンダホルダは、前記ツバ部をセットする保持部と、シリンダ胴部をセットする基部と、該基部に対してシリンダを挟持可能に設けられたシリンダ押さえとを備え、該シリンダ押さえの解放操作で前記シリンダを着脱自在に構成されると共に、
前記保持部を、前記ツバ部を挿入可能な多段状に形成された複数の挿入溝で構成し、
該各挿入溝は、前記ツバ部を、セットされるシリンダの長さ変化に応じた位置決め調整と、ツバ部の厚さに応じた溝間隔の調整とが行われるべく、任意位置の溝間隔を、広狭可変自在にスライド調整せしめてセット可能に構成してあることを特徴とするシリンダユニット。
【請求項２】
前記シリンダユニットは、シリンジポンプに備えられ、前記プランジャ頭部の位置決め調整は、その頭部を、プランジャがシリンダ内に押し込まれた吸引待機状態で前記プランジャホルダに位置決めセットし、これを吸引始動位置の原点として設定すべく前記挿入溝をスライド調整せしめ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。
【請求項３】
前記シリンダユニットは、分注装置に備えられ、前記シリンダ先端部の位置決め調整は、その頭部を、シリンダ先端部と容器との間隔を基準に、前記プランジャホルダに位置決めセットし、シリンダ先端部が容器に対して吸入・吐出動作する分注待機位置を、前記挿入溝をスライド調整せしめて設定す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。
【請求項４】
前記保持部は、前記基部と一体的に又は別体にスライド調整可能に構成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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の吐出及び／又は吸入を行うシリンジポンプや分注装置などに備えられるシリンダ及びプランジャを着脱自在にセットするシリンダユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種シリンダユニットは、シリンダを装着するためのシリンダホルダと、シリンダ内に嵌挿されるプランジャが装着されて駆動機構によりにピストン駆動するプランジャホルダとが、一対の関係でシリンジポンプや分注装置に備えられている。
シリンジポンプと分注装置は、共にシリンダホルダに装着したシリンダの筒内にプランジャを挿入し、該プランジャをモータ等の駆動手段で移動することにより、シリンダ内の液体を所定の流量で吸入・吐出（注出）するものであるが、両者はその役割を大きく異にする。
【０００３】
つまり、シリンジポンプの一使用例を示すと、シリンジポンプ自体を固定させた非可動状態から、シリンダ先端部にチューブ等を介した結合した注射針によって、所定の流量の薬液を容器から吸入し、これを生体内に注出するものであり、その使用にあたっては、安全性の面からシリンダ内部に空気を存在させずに適切な流量で薬液を正確に注出するよう、プランジャの移動ストロークを管理することが要求される。
一方、分注装置の一使用例を示すと、分注装置自体をプランジャホルダやシリンダホルダ、他の構成部材と共に、前後、左右、上下（ＸＹＺ軸）方向の任意に正確に動作させて、分注テーブル上にセットされた試液容器やカートリッジ容器の配置部位に対し、シリンダ先端に装着した注射針やノズルチップの先端部を精度良く位置決めし、試液容器からシリンダ内に吸入した試液（薬液）を、検体等が入っている任意の複数の容器に対し所定量の試液を分配状に吐出する必要がある。
【０００４】
ところで従来、シリンジポンプと分注装置には、それぞれ特許文献１、２に記載されるように、シリンダホルダに対して、筒径と長さの異なるシリンダを着脱自在に装着できるようにしたものが知られている。
しかしながら、特許文献１のシリンジポンプは、シリンダを、予め薬液が吸入された状態、即ち、プランジャがシリンダから引き出された注入待機する状態でシリンダホルダ（８）に設けたシリンダのツバ部（FS）を挿入溝（７ａ）にセットするよう構成されている（図２参照）。このため、プランジャがシリンダ内に押し込まれた吸引待機する状態で、長さの異なるものをセットすると夫々プランジャ頭部（５）の位置が異なってしまい、プランジャ頭部の位置を原点位置としたプランジャホルダ（６）の任意吸引ストローク量の設定を行うことが困難なため、専ら主導操作により目分量で吸引しなければならないという問題点を有していた。
【０００５】
また、特許文献２の分注装置は、シリンダを、シリンダ（２１１）のつば部（２１１ａ）をシリンダホルダ（６１）の上面に面接させてセットするようになっている（項目００１１、図２参照）ため、長さの異なるシリンダをセットすると、シリンダ先端部の注射針（２１２）とテーブル上の容器（５）との間における分注位置の移動ストローク量が異なってしまい、シリンダホルダ（６１）の可動、即ち、分注装置の動作制御自体の変更が困難であることから、つば部（２１１ａ）を目測によりシリンダホルダ（６１）の上面から離間させるなどして対応しなければならないという不便がある。なお、分注装置は、生体内に注出するものでないため、シリンダ内部に空気が存在しても良く、プランジャの移動ストローク量も短いシリンダのプランジャが引き出され状態を原点として対応することができる。
【特許文献１】特開２００７−０３７９６４号公報
【特許文献２】特開２００４−１９８１６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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、プランジャが挿入されるツバ部付きシリンダを着脱自在に装着できるものでありながら、異なる長さのシリンダを、セットされるシリンジポンプや分注装置が要求する位置決め機能に応じて、セット位置を異なしめて装着することのできるシリンダユニットの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、駆動機構により進退移動するプランジャ頭部を装着するためのプランジャホルダと、前記プランジャが嵌挿されるツバ部付きシリンダを装着するためのシリンダホルダとを備えるシリンダユニットであって、前記シリンダホルダは、前記ツバ部をセットする保持部と、シリンダ胴部をセットする基部と、該基部に対してシリンダを挟持可能に設けられたシリンダ押さえとを備え、該シリンダ押さえの解放操作で前記シリンダを着脱自在に構成されると共に、前記保持部を、前記ツバ部を挿入可能な多段状に形成された複数の挿入溝で構成し、該各挿入溝は、前記ツバ部を、セットされるシリンダの長さ変化に応じた位置決め調整と、ツバ部の厚さに応じた溝間隔の調整とが行われるべく、任意位置の溝間隔を、広狭可変自在にスライド調整せしめてセット可能に構成してあることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、上記のように構成したことにより、プランジャが挿入されるツバ部付きシリンダを着脱自在に装着できるものでありながら、異なる長さのシリンダを、保持部に対してツバ部を装着する複数の挿入溝を適宜に選択し、セット位置を異なしめて装着できることは勿論、挿入溝の間隔を狭めて（または広めて）調整できるので、位置決め設定したプランジャ頭部の吸引原点基準位置や、シリンダ先端部の分注原点基準位置に対し、僅かな位置ズレを生じても、調整位置合わせを行うことができる結果、セットされるシリンジポンプや分注装置が要求する位置決め機能に応じて、各装置に予め設定された可動ストローク制御に何ら影響を与えることなく、プランジャ頭部の位置決め（吸引待機位置決め）設定とシリンダ先端部の位置決め（分注待機位置決め）設定との選択を容易に行え、位置合わせ調整することができる。しかも、取替えられるシリンダとの間で長さが大きく異なっていても、異なる長さ幅の全域に挿入溝を形成する必要が無くなり、常用変更する数種類の夫々のシリンダ長さやツバ部の厚さに合わせて、セットされる挿入溝の溝間隔を等間隔のみならず異間隔をもって配置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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シリンダホルダを図面に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
図面において、１はシリンジポンプまたは分注装置に設けられるシリンダユニットであって、該シリンダユニット１は、プランジャ２１を装着するためのプランジャホルダ２と、プランジャ２１が嵌挿されるツバ部３１１を有するシリンダ３１を装着するためのシリンダホルダ３と、該シリンダホルダ３が取り付けられるブラケット４とを備えて構成される。
プランジャホルダ２は、プランジャ２１の頭部２１１が着脱される挿入溝２２を有し、ブラケット４に対して、内部機構を省略した駆動機構５に構成された図示しない所定のネジ送り機構により進退移動可能に装着されており、プランジャ２１は、シリンダ３１内に嵌挿した状態でピストン駆動するように構成されている。
【００１１】
シリンダホルダ３は、ツバ部３１１をセットする保持部３２と、シリンダ３１の胴部をセットする基部３３と、該基部３３に対してシリンダ３１を挟持可能に設けられたシリンダ押さえ３４とを備えて構成される。
保持部３２および基部３３は、異なる筒径のシリンダ３１でもその胴部をセットできるように、使用する太径シリンダ３１の外径よりも大きくＶ字状（Ｕ字状でも良い）に拡開して切欠き形成された複数の板状部材（板体）を重ね合わせた状態で構成されており、保持部３２は、これら複数の板状部材をツバ部３１１が挿入可能な間隔をもって多段状に配置形成された４つの挿入溝３２１により構成される。
【００１２】
つまり、これら板状部材は、上から２段目の挿入溝３２１を形成する側面視略コ字状に折曲された大小２つの板状部材と、他の挿入溝３２１を形成する側面視略Ｌ字状に折曲された板状部材で構成されており、コ字状板状部材の立上り片の一方を保持部３２とし他方を基部３３として構成し、他のＬ字状板状部材を保持部３２として構成されている。そして、上面の板状部材を除く各板状部材には、長孔が穿設され（図示しない）、ブラケット４に対して、ネジの緊緩調整によりシリンダ３１のセット方向に、夫々一体的に又は別体にスライド調整可能に取り付けられ、各挿入溝３２１の溝間隔Ｌも広狭可変自在に調整できるようになっている。なお、保持部３２と基部３３を複数の板状部材により形成したが一体物で形成しても良く、挿入溝３２１の数も任意である。
【００１３】
シリンダ押さえ３４は、ブラケット４に立設した筒状のナット脚部３４１と、ナット脚部３４１に対し緊緩操作可能に螺入されたネジ軸付の操作摘み３４２と、脚部３４１と操作摘み３４２との間に設けたコイルバネ３４５により常時上方（緩め方向）に弾発付勢されて、回転可能に装着される押さえ板３４３により構成される。押さえ板３４３は、図３に示すように、外径が約２５ｍｍ程度の太径シリンダ（図Ａ）から外径が約１０ｍｍ程度の細径シリンダ（図Ｂ）をセットできるように、一方を平板状とし他方をＬ字状に折曲し、ゴム質系の緩衝材が設けられたシリンダ３１胴部への当接部３４４、３４４が背反して形成されている。これにより、シリンダ押さえ３４は、操作摘み３４２の緊緩操作で、押さえ板３４３を回転して太径と細径のシリンダ外径に適した何れかの側の当接部３４４を選択して使用することで、シリンダ３１の胴部を保持部３２および基部３３のＶ字状溝へ圧接させて固定できるようになっている。
なお、保持部３２には、基部３３と同様にＶ字状溝を形成してシリンダ３１の胴部をセット可能に構成したが、シリンダ３１の胴部を基部３３だけでセット可能に構成し、保持部３２は、ツバ部３１１を挿着する挿入溝３２１のみで構成し、また、この様に挿入溝３２１のみで構成すれば、例えば、特許文献２の分注装置に採用されたシリンダホルダー（６１）の構成をそのまま使用して保持部３２を適用しても良い。
【００１４】
次に、シリンダユニット１をシリンジポンプと分注装置に用いた場合の実施例について説明する。
図４はシリンダユニット１をシリンジポンプに用いた実施例を示す側面図である。この図に示すように、プランジャ２１がシリンダ３１内に押し込まれた、所謂吸引待機状態でシリンダユニット１にセットされ、プランジャホルダ２が吸引方向に始動するので、この吸引始動位置を原点として所定の吸引ストロークを移動する。この吸引待機状態におけるプランジャ２１の頭部２１１とシリンダ３１のツバ部３１１の間隔は、シリンダ３１の長さに比例して吸引ストロークと共に広幅に可変し、ツバ部３１１の装着位置を固定すると当然に吸引始動位置も可変してしまうことになる。ところが、シリンダホルダ３には、ツバ部３１１を挿入可能な多段状に形成された複数の挿入溝３２１で構成された保持部３２が備えられているので、この挿入溝３２１をセットされるシリンダ３１の長さ変化に応じて適宜に選択し、プランジャ２１の頭部２１１の位置合わせ調整が行えるようになっている。
【００１５】
図４Ａと図４Ｂには、このシリンジポンプに用いられる最も太径（２５ｍｍ）なものと細径（１０ｍｍ）もののシリンダ３１を対比できるようにセットした状態を示すもので、太径かつ長尺のシリンダをセットする場合は最下段の挿入溝３２１を選択し、細径かつ短尺のシリンダをセットする場合は最上段の挿入溝３２１を選択する。本実施例では、長尺シリンダをセットした状態で頭部２１１の挿入溝２２を基本として位置決めする。この位置決めされた挿入溝２２に短尺シリンダをセットする際に、僅かに位置ズレしてしまう場合には、図４Ｂに示すように、他の任意の挿入溝３２１の間隔Ｌを狭めて（または広めて）調整し、常用するシリンダ３１の長さに応じて予めセット位置合わせを行っておけばよい。
【００１６】
この様に構成すると、セットされるシリンダの長さ変化に関係なく、プランジャ２１の頭部２１１を常に位置決めした状態で吸引始動位置とできるので、これを原点として設定でき、吸引・吐出するプランジャ２１の移動ストロークの駆動制御を容易に行うことができる。例えば、薬液を吸引し、これを生体内に注出する場合には、吸引する薬液の量に応じてプランジャ２１の移動ストローク量を予め設定しておき、生体内に注出する際に、シリンダ３１の先端側となるシリンジポンプに設けられた脚部（図示しない）を伸ばして、シリンジポンプ自体を上方に傾斜させ、プランジャ２１を僅かに押入移動させてシリンダ３１の空気を排出した後に、吐出すればよい。なお、シリンダ内部の空気を排出し易くするため、図示するように、シリンダ３１の先端側の注出口を上側に位置するようにセットしておけば良い。
【００１７】
図５はシリンダユニット１を分注装置に用いた実施例を示す側面図である。この図に示すように、プランジャ２１がシリンダ３１から引き出された、所謂押し込み待機状態でシリンダユニット１にセットされ、プランジャホルダ２が吐出方向に始動するようになっており、この押し込み始動位置を原点として所定のストロークを移動する。前述したように、分注装置では、シリンダユニット１は、複数のプランジャホルダ２とシリンダホルダ３を組として備え、複数のプランジャ２１が一体的にピストン駆動されると共に、シリンダユニット１自体が、駆動機構５および他の構成部材と共に、前後、左右、上下（ＸＹＺ軸）方向の任意に動作可能であり、分注テーブル（作業ステージ）にセットされた試液容器（図示せず）の配置部位に対し精度良く位置決めし、試液容器からシリンダ３１内に吸入した試液（薬液）を、検体等が入っている任意の複数の容器に対し所定量の試液を分配状に注出するようになっている。これら詳細な構成及び機能は、特許文献２に記載の通りである。
【００１８】
このため、シリンダホルダ３に対して、ツバ部３１１の装着位置を固定してセットすると、シリンダ３１の長さ変化に対してシリンダ先端部と容器との間隔が可変し、適正な分注ストロークを得ることができない。ところが、シリンダホルダ３には、ツバ部３１１を挿入可能な多段状に形成された複数の挿入溝３２１で構成された保持部３２が備えられているので、この挿入溝３２１をセットされるシリンダ３１の長さ変化に応じて適宜に選択し、シリンダ先端部と容器との間隔を一定に保つ位置合わせが行えるようになっている。
【００１９】
この分注装置に用いられる一般的なシリンダ外径は、１０ｍｍ〜１６ｍｍ程度のものであるが、本実施例では、図５Ａと図５Ｂに示すように、細径（１０ｍｍ）ものと太径（２５ｍｍ）なもののシリンダ３１を対比できるようにセットした状態を例示している。先ず、細径かつ短尺のシリンダ３１をプランジャ２１の押し込み待機状態で、最下段の挿入溝３２１を選択してセット（図５Ａ）し、これをシリンダ先端部と容器との間隔を基準に、シリンダ３１が容器に対して吸入・吐出動作するシリンダ３１先端部の分注待機位置とし、シリンダユニット１（シリンダホルダ３）自体の分注駆動制御を行う。太径かつ長尺のシリンダ３１に変更する場合は、この短尺シリンダにより位置決めされたプランジャ頭部２１１の挿入溝２２を固定した状態で、最上段の挿入溝３２１を選択してシリンダ３１先端部の分注位置合わせを行うことによりセットする（図５Ｂ）。ここで例示した長尺シリンダのように、短尺シリンダに比し長さが大きく異なる場合には、図５Ｂに示すように、他の任意個所の挿入溝３２１の間隔Ｌを広めて（または狭めて）調整（この時基部３３も可変する）し、常用するシリンダ３１の長さに応じて予めセット位置合わせを行っておけばよい。これにより、シリンダ３１の長さ変化に応じて、シリンダ３１が容器に対して吸入・吐出動作するシリンダ先端部の分注待機位置を位置決め調整することができる。
【００２０】
叙述の如く構成された本発明の実施の形態において、いま、シリンジポンプや分注装置等に備えられるシリンダユニット１に対して、長さの異なるシリンダ３１を適宜に取替えセットするのであるが、シリンダホルダ３は、ツバ部３１１をセットする保持部３２と、シリンダ胴部をセットする基部３３と、該基部３３に対してシリンダ３１を挟持可能に設けられたシリンダ押さえ３４とを備え、該シリンダ押さえ３４の解放操作でシリンダ３１を着脱自在に構成されると共に、保持部３２は、ツバ部３１１を挿入可能な多段状に形成された複数の挿入溝３２１で構成し、各挿入溝３２１は、ツバ部３１１を、セットされるシリンダ３１の長さ変化に応じた位置決め調整と、ツバ部３１１の厚さに応じた溝間隔Ｌの調整とが行われるように、任意位置の溝間隔Ｌを、広狭可変自在にスライド調整せしめてセット可能に構成されている。これにより、プランジャ２１がシリンダ内に押し込まれた状態で吸引待機するプランジャ頭部２１１の位置決め調整と、シリンダ３１が容器に対して吸入・吐出動作するシリンダ先端部の分注位置決め調整との何れかが選択的に行われるべく、挿入溝３２１に対してセット可能に構成される。
【００２１】
そのため、プランジャ２１が挿入されるツバ部３１１を有するシリンダ３１を着脱自在に装着できるものでありながら、異なる長さのシリンダ３１を、保持部３２に対してツバ部３１１を装着する複数の挿入溝３２１を適宜に選択し、セット位置を異なしめて装着できることは勿論、挿入溝３２１の間隔Ｌを狭めて（または広めて）調整できるので、位置決め設定したプランジャ頭部２１１の吸引原点基準位置や、シリンダ３１先端部の分注原点基準位置に対し、僅かな位置ズレを生じても、調整位置合わせを行うことができる結果、セットされるシリンジポンプや分注装置が要求する原点位置決め機能に応じて、各装置に予め設定された可動ストローク制御に何ら影響を与えることなく、プランジャ頭部２１１の原点位置決め（吸引待機位置決め）設定とシリンダ３１の先端部の原点位置決め（分注待機位置決め）設定との選択を容易に行え、位置合わせ調整することができる。
【００２２】
つまり、本発明のシリンダユニット１をシリンジポンプに採用すれば、プランジャ頭部２１１の位置決め調整は、セットされるシリンダが長い場合には挿入溝３２１の下段側（シリンダ３１の先端部側）を選択し、短い場合には挿入溝３２１の上段側（プランジャ頭部２１１側）を選択することにより行なうことができ、また、シリンダユニット１を分注装置に採用すれば、シリンダ３１の先端部の位置決め調整は、セットされるシリンダ３１が長い場合には挿入溝３２１の上段側を選択し、短い場合には挿入溝３２１の下段側を選択ことにより行うことができる。
【００２３】
また、保持部３２は、基部３３と共に、シリンダ３１の胴部をセット可能に構成されているので、挿入溝３２１に挿入されたツバ部３１１直下の胴部を確実に受け止めて、シリンダ３１の先端側の持ち上がりを防止することができ、シリンダ押さえ３４の構成を簡素化することができる。
しかも、保持部３２と基部３３は、夫々一体的に又は別体にスライド調整可能に構成されているので、セットされるシリンダ３１をシリンジポンプや分注装置等の要求に応じて最適な位置に位置決めすることができ、基準となるシリンダ３１のセッティングを容易に行うことができる。
さらに、各挿入溝３２１は、その溝幅Ｌが広狭可変自在に構成されているので、挿入溝３２１にツバ部３１１をセットした際に、プランジャ頭部２１１が吸引待機位置として設定された原点基準位置や、シリンダ３１先端部の基準位置に対して、僅かな位置ズレを生じても調整位置合わせを行うことができるばかりでなく、シリンダ３１先端部の基準位置として設定したシリンダ３１と、取替えられるシリンダ３１との間で長さが大きく異なっていても、異なる長さ幅の全域に挿入溝３２１を形成する必要が無くなり、常用変更する数種類の夫々のシリンダ３１長さやツバ部３１１の厚さに合わせて、セットされる挿入溝３２１の溝間隔Ｌを等間隔のみならず異間隔をもって配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のシリンダホルダを示す平面図である。
【図２】本発明のシリンダホルダを示す側面図である。
【図３】本発明のシリンダホルダを示す背面図で、（Ａ）は太径シリンダのセット状態、（Ｂ）細径シリンダのセット状態を示す。
【図４】本発明のシリンダホルダをシリンジポンプにセットした状態示す側面図で、（Ａ）は太径シリンダのセット状態、（Ｂ）は細径シリンダのセット状態を示す。
【図５】本発明のシリンダホルダを分注装置にセットした状態示す側面図で、（Ａ）は細径シリンダのセット状態、（Ｂ）は太径シリンダのセット状態を示す。
【符号の説明】
【００２５】
１      シリンダユニット
２      プランジャホルダ
２１    プランジャ
２２    挿入溝
３      シリンダホルダ
３１    シリンダ
３２    保持部
３３    基部
２１１  頭部
３１１  ツバ部
３２１  挿入溝
３４１  ナット脚部
３４２  操作摘み
３４３  押さえ板
３４４  当接部
３４５  コイルバネ
Ｌ      溝間隔（溝幅）
４      ブラケット
５      駆動機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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