(57)【要約】【課題】  管部材の着脱機構およびそれを用いた分注装置において、液体の表面張力による管部材の脱着不良を確実に防止し、検査効率を向上することができるようにする。【解決手段】  複数のチップ５０を、着脱部５０ａを一定方向に向けて配置するチップケース６０と、嵌合部１１ａを各先端に有する複数のチップロッド１１と、チップロッド１１をチップケース６０に対して一定方向に沿って相対移動して、チップケース６０に配置された複数のチップ５０の着脱部５０ａに嵌合せしめるチップ着脱部駆動モータ１４などの第１の移動手段と、チップロッド１１の側部において一定方向に沿って相対移動することによりチップロッド１１に嵌合されたチップ５０に付勢して嵌合を解除するチップ押し出し部材１０とを備え、嵌合を解除されたチップ５０とチップ押し出し部材１０とを前記一定方向と交差する方向に相対移動するスライド機構１３を設ける。【選択図】      図１
2007093285.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被嵌合部を有する複数の管部材の着脱機構であって、
前記複数の管部材を、前記被嵌合部を一定方向に向けて配置する管部材保持部と、
前記被嵌合部に嵌合する嵌合部を各先端に有する複数の管状ロッドと、
該複数の管状ロッドを前記管部材保持部に対して前記一定方向に沿って相対移動して、前記管部材保持部に配置された前記複数の管部材の被嵌合部に嵌合せしめる第１移動手段と、
前記管状ロッドの側部において前記一定方向に沿って相対移動することにより、前記管状ロッドに嵌合された管部材に付勢して嵌合を解除する脱着部材と、
前記嵌合を解除された前記管部材と前記脱着部材とを、前記一定方向と交差する方向に相対移動する第２移動手段とを備えることを特徴とする管部材の着脱機構。
【請求項２】
請求項１に記載の管部材の着脱機構を備え、
前記管部材として先端にノズル部が形成されたチップを着脱することを特徴とする管部材の着脱機構を用いた分注装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は管部材の着脱機構およびそれを用いた分注装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、種々の検査において、例えば、血液、尿などの体液、試料、試薬などの液体を一定分量吸引して分注する分注装置が用いられている。このような分注装置は、先端にノズルを備え一定量の液体を保持することができるチップ（管部材）を吸引管の先端に装着し、使用後、脱着して他のチップに交換する管部材の着脱機構が設けられている。
例えば、特許文献１には、軸体を第１のエアシリンダ装置と揺動腕により下動して、ノズルチップ（チップ）に外装嵌合し、軸体（吸引管）に沿って上下動するノズルチップ取り外し用レバーを用いてノズルチップを取り外すようにしたノズルチップ自動交換機構を有するピペット装置が記載されている。
また、特許文献２には、１個のモータ動力により、スライダを上下動し、交換ノズルアタッチメント（吸引管）を下方に移動してその先端をチップに嵌合し、チップの端部にチップ取外し用アームを当接した状態で交換ノズルアタッチメントを上方に移動してチップを取り外すノズル分注装置が記載されている。
これらの装置では、チップを１つの吸引管に対して着脱する例が記載されているが、特許文献３には、クランプ板に一体に設けられた複数のシリンダ（吸引管）をＳ軸モータにより上下動して、複数の分注チップ（チップ）に同時に嵌合させる液体分注装置が記載されている。分注チップを脱着するときは、複数の分注チップの端部にエジェクト板を当接させた状態でシリンダを引上げることで脱着している。
【特許文献１】特開昭６３−１０６５６７号公報（図３、４）
【特許文献２】特開２００４−１０１４７９号公報（図１−４、９）
【特許文献３】特開２００１−３３４６３号公報（図１−８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のような従来の管部材の着脱機構およびそれを用いた分注装置には、以下のような問題があった。
特許文献１〜３に記載の技術では、いずれも、チップの端部に取り外し用部材を当接した状態で吸引管を相対移動することにより脱着を行う。一方、液体の吸引過程では吸引管とチップとの間に毛細管現象により液体が浸透し、さらに、取り外し用部材とチップの端部との間にも浸透する場合がある。
そして、吸引管をチップから引き抜いても、取り外し用部材とチップとの間に浸透した液体の表面張力により、チップが取り外し用部材に吸着されてしまうことがある。
このような場合、人手によりチップを除去しなければならず、チップの自動交換の支障となり、検査効率が悪化するという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、液体の表面張力による管部材の脱着不良を確実に防止し、検査効率を向上することができる管部材の着脱機構およびそれを用いた分注装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、被嵌合部を有する複数の管部材の着脱機構であって、前記複数の管部材を、前記被嵌合部を一定方向に向けて配置する管部材保持部と、前記被嵌合部に嵌合する嵌合部を各先端に有する複数の管状ロッドと、該複数の管状ロッドを前記管部材保持部に対して前記一定方向に沿って相対移動して、前記管部材保持部に配置された前記複数の管部材の被嵌合部に嵌合せしめる第１移動手段と、前記管状ロッドの側部において前記一定方向に沿って相対移動することにより、前記管状ロッドに嵌合された管部材に付勢して嵌合を解除する脱着部材と、前記嵌合を解除された前記管部材と前記脱着部材とを、前記一定方向と交差する方向に相対移動する第２移動手段とを備える構成とする。
この発明によれば、複数の管状ロッドを管部材保持部に配置した複数の管部材に対して、第１の移動手段により複数の管状ロッドを相対移動して複数の管状ロッドの嵌合部を複数の管部材に嵌合する。そして、第１の移動手段により脱着部材を管状ロッドに対して相対移動することで、管状ロッドに嵌合された管部材に付勢して、すべての管部材と管状ロッドとの嵌合を解除する。そして、第２の移動手段により、嵌合を解除された管部材と脱着部材とを嵌合時の移動方向と交差する方向に相対移動して、管部材を脱着部材から離脱させる。
【０００６】
請求項２に記載の発明では、管部材の着脱機構を用いた分注装置において、請求項１に記載の管部材の着脱機構を備え、前記管部材として先端にノズル部が形成されたチップを着脱する構成とする。
この発明によれば、請求項１に記載の管部材の着脱機構を備えるので、請求項１に記載の発明と同様の作用効果を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の管部材の着脱機構およびそれを用いた分注装置によれば、第２の移動手段により、嵌合を解除された管部材と脱着部材とを嵌合時の移動方向と交差する方向に相対移動して、管部材を脱着部材から離脱させるので、液体の表面張力によるノズルチップの脱着不良を確実に防止し、検査効率を向上することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下では、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
【０００９】
本発明の実施形態に係る管部材の着脱機構およびそれを用いた分注装置について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る管部材の着脱機構を用いた分注装置の概略構成について説明するための正面説明図である。図２は、同じく右側面説明図である。図３は、図１のＡ−Ａ断面図である。図４は、本発明の実施形態に係る管部材の着脱機構の脱着部材の図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図５は、図３のＢ−Ｂ線に沿う部分断面図である。図６は、図２のＣ−Ｃ断面図である。
図中の座標軸は、方向の参照の便宜のために各図に共通する方向に配置したＸＹＺ直交座標系である。その配置方向は、ＸＹ平面が水平面、Ｚ軸正方向が鉛直上方向を示し、Ｘ軸正方向からＸ軸負方向に向かう方向が正面視方向となるようにしている（以下同様）。
【００１０】
本実施形態の分注装置１００は、種々の検査において、例えば、血液、尿などの体液、試料、試薬などの液体を一定分量吸引して分注したり、容器内の液体を吸引して排出したりするための装置である。そして、先端にノズル部を備え一定量の液体を保持することができるチップ５０（管部材）を自動的に交換して用いることができるものである。
【００１１】
チップ５０は、図１に示すように、管状のチップ本体５０ｃの端部に先端孔部５０ｄ（ノズル部）と着脱部５０ａ（被嵌合部）とが設けられた部材であり、例えば、合成樹脂などにより安価に製作され、吸引した液体の混入を防止するために一般的には使用されるたびに新しいものと交換されるものである。
先端孔部５０ｄは、一定量の液体を吸引、滴下するために先細り形状のノズルの先端に一定径の孔が設けられたものである。
着脱部５０ａは、後述するチップロッド１１の嵌合部１１ａの外周側に嵌合する雌型形状を備える。例えば、本実施形態のように、嵌合部１１ａが先細りのテーパ状の凸形状の場合、端部側に拡径するテーパ状の凹形状を備える。
チップ本体５０ｃは、先端孔部５０ｄの最大径より太く、着脱部５０ａの最小径より細い径で延されている。そして、着脱部５０ａ側の外周部に、着脱部５０ａを上側に向けて鉛直方向に保持するための段部である受け部５０ｂが形成されている。
【００１２】
分注装置１００の概略構成は、図１〜３に示すように、取付ベース１、支持板２、およびチップ着脱部４０（管部材の着脱機構）からなる。
取付ベース１は、ＹＺ平面に配置された板部材からなり、チップ着脱部４０を鉛直方向に支持する支持基体を構成している。
支持板２は、取付ベース１を鉛直上方から支持するもので、スライド機構１３（第２の移動手段）により、不図示のベース部材に対してＸ軸方向に移動可能に保持されている。
スライド機構１３は、スライダ１３ａとスライドレール１３ｂとからなり、例えば、不図示のモータ駆動されるボールネジや、スライドレール１３ｂに設けられたリニアモータなどの駆動機構により駆動される。図示では、移動方向がＸ軸方向の場合を描いているが、必要に応じて、Ｘ軸、Ｙ軸の両方向に移動できる構成としてもよい。
【００１３】
チップ着脱部４０の概略構成は、チップケース６０（管部材保持部）、チップロッド１１（管状ロッド）、チップロッドホルダ９、ボールネジ４、チップ着脱部駆動モータ１４、チップ押し出し部材１０（脱着部材）、および突き出しピン２１からなる。
【００１４】
チップケース６０は、一度に装着される複数のチップ５０を、その着脱部５０ａが鉛直上方（Ｚ軸正方向）に向けられた状態で整列して配置するための部材である。本実施形態では、水平方向に延された上端部のチップ受け面６０ａ上に、チップ５０の受け部５０ｂが上方から係止される大きさの開口を有する複数個のロッド格納穴６０ｂが所定ピッチで設けられている。
一度に装着されるチップ５０の数は、適宜数に設定することができるが、本実施形態では、一例として１０個の場合で説明する。
ロッド格納穴６０ｂは、チップ５０の受け部５０ｂより先端側のチップ本体５０ｃ、先端孔部５０ｄを格納できる大きさに形成される。
また、本実施形態の場合、チップケース６０は、不図示のベース部材上で水平方向の位置が固定され、Ｚ軸正方向側に着脱可能に配置されている。
【００１５】
チップロッド１１は、図５に示すように、内部に孔１１ｂが貫通する管路が形成され、Ｚ軸方向に延して配置されたロッド部材であり、その下端部と上端部とに嵌合部１１ａとチューブ装着部１１ｃとが設けられている。それらの中間部のうち、チューブ装着部１１ｃに近い側の外周部に、チップロッドホルダ９に鉛直上方から係止するストッパ１１ｄが形成されている。ストッパ１１ｄから嵌合部１１ａまでの間の外周部は、一定外径を有する円筒面が形成されている。
本実施形態では、各チップロッド１１の全長およびストッパ１１ｄから嵌合部１１ａの先端までの長さはすべて共通である。
【００１６】
嵌合部１１ａは、チップ５０の着脱部５０ａに内側から嵌合する形状に形成されている。本実施形態では、上記の着脱部５０ａの形状に対応して、先細りのテーパ状の凸形状に形成されている。
チューブ装着部１１ｃは、孔１１ｂを通してチップ５０内の空気や液体を吸引または排出するためのチューブ１９（図５参照）を気密に装着するための凹凸形状が形成されている。
【００１７】
チューブ１９は、チップロッド１１内の管路の圧力を調整して、着脱部５０ａに嵌合されたチップ５０から液体を吸引したり、排出したりするためポンプ（不図示）に接続されている。
なお、チューブ１９は、図面を見易くするために図５以外では図示を省略している。
【００１８】
チップロッドホルダ９は、本実施形態では１０本のチップロッド１１をそれぞれ貫通孔９ａ内で一体に保持して、Ｚ軸方向に移動するための部材であり、ボールネジ４上に螺合するボールネジナット７にホルダ８を介して固定されている。
貫通孔９ａには、その上下端の開口部に、チップロッド１１の外周部をＺ軸方向に摺動可能に支持するリニア軸受１２、１２が設けられている。
チップロッドホルダ９のＹ軸方向の両端部には、上面からコイルバネ１６を外嵌したガイドロッド１７を配置するバネ取付穴９ｃが設けられ、そのバネ取付穴底面９ｄにガイドロッド１７のみを貫通するガイド孔９ｂが設けられている（図５参照）。
【００１９】
ガイドロッド１７は、チップロッドホルダ９と後述するチップ押し出し部材１０とのＸＹ方向の位置の整合性をとるための棒状のガイド部材であり、圧縮されたコイルバネ１６をガイドロッド１７の上端部とバネ取付穴底面９ｄとの間に係止している。
圧縮されたコイルバネ１６、１６の弾性力は、少なくともチップ押し出し部材１０の自重より大きく、自重以外に外力が作用しない状態では、図１などに示すように、チップ押し出し部材１０をチップロッドホルダ９側に引上げて保持することができるようになっている。
チップ押し出し部材１０に自重以外の外力がＺ軸負方向に作用すると、コイルバネ１６が圧縮され、ガイドロッド１７は、ガイド孔９ｂ内をＺ軸負方向に摺動移動できるようになっている。
【００２０】
ホルダ８の上端部には、チップロッド１１をストッパ１１ｄの上側で貫通させる孔が設けられた押え板１８が固定されている。
各チップロッド１１において、押え板１８とチップロッドホルダ９の上端側のストッパ１１ｄとの間には、各チップロッド１１の外周側に圧縮されたコイルバネ１５が装着されている。そのため、チップロッド１１が下端側からＺ軸正方向に一定以上の荷重を受け、コイルバネ１５の弾性力を超えると、チップロッド１１がＺ軸正方向に移動できるようになっている。
【００２１】
ボールネジ４は、図１、２に示すように、軸方向がＺ軸方向に配置され、上下端で、それぞれホルダブロック６、３にベアリングを介して保持されることにより、取付ベース１に固定されている。
ホルダブロック６、３のＹ軸方向の両端部には、それぞれをＺ軸方向のスパンを位置決めするとともに、ホルダ８がボールネジ４の回転につれ回りしないようにするためのガイドシャフト５、５が固定されている。ガイドシャフト５、５は、ホルダ８に設けられた貫通孔８ａ、８ａに摺動可能に貫通することで、ホルダ８のＺ軸方向の移動を案内しＸＹ平面内の回転を規制している。（図３参照）。
ボールネジ４のホルダブロック６側の端部は、適宜の継手を介してチップ着脱部駆動モータ１４のモータシャフト１４ａに結合されている。
【００２２】
ホルダブロック３には、後述する突き出しピン２１を貫通するための突き出しピンガイド孔３ａ、３ａがＸ軸方向に貫通されている。
【００２３】
チップ着脱部駆動モータ１４は、回転量および回転の正逆方向の切替が可能とされたモータであり、ボールネジ４を正逆方向に回転駆動し、ボールネジ４に螺合されたボールネジナット７をＺ軸正方向または負方向に駆動し、ボールネジナット７に取り付けられたホルダ８を介してチップロッドホルダ９をＺ軸方向に移動させる。
そのため、チップロッドホルダ９に保持されたチップロッド１１は、チップケース６０に対してＺ軸方向に相対移動することができる。
すなわち、ボールネジ４、ボールネジナット７、およびチップ着脱部駆動モータ１４は、複数のチップロッド１１をチップケース６０に対して一定方向に沿って相対移動する第１の移動手段を構成している。
チップ着脱部駆動モータ１４の種類は、特に限定されないが、例えば、ステッピングモータなどを好適に採用することができる。
【００２４】
チップ押し出し部材１０は、図１〜４に示すように、ホルダ８の下方に配置されたブロック部材であり、上面１０ｄと、下面側のチップ押し出し面１０ａ（付勢面）との間に、チップロッドホルダ９から下方に突出する各チップロッド１１の側部にそれぞれ摺接もしくは近接して設けられたチップロッドガイド孔１０ｃを備える。
チップロッドガイド孔１０ｃの大きさは、チップロッド１１に装着されたチップ５０の上端部の外径より小さく、チップ押し出し部材１０がチップロッド１１に沿って相対移動させることで、チップ押し出し面１０ａによりチップ５０の上端部を付勢することができるようになっている。
そしてチップ押し出し部材１０のＹ軸方向の両端部には、ガイドロッド１７の下端部を固定するロッド固定穴１０ｅ、１０ｅが設けられている。
【００２５】
チップ押し出し部材１０は、チップロッドホルダ９のガイド孔９ｂ（図５参照）にＺ軸方向に挿通されたガイドロッド１７の下端部がロッド固定穴１０ｅ、１０ｅに固定された状態で、各チップロッドガイド孔１０ｃとチップロッドホルダ９に設けられた各リニア軸受１２とが同軸となるように、チップロッドホルダ９に対してＸＹ方向に位置決めされている。
そのため、チップ押し出し部材１０は、Ｚ軸負方向に一定荷重以上の外力を受けると、チップロッドホルダ９に対するＸＹ方向の位置を一定に保ちながらＺ軸方向に移動することができるようになっている。
【００２６】
チップ押し出し面１０ａは、各チップロッドガイド孔１０ｃの配置位置に応じて適宜段差が設けられている。
本実施形態では、図４に示すように、Ｙ軸負方向から正方向に向かって、面Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ９に分割され、上面１０ｄからの高さが、それぞれ、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５、ｔ４、ｔ３、ｔ２、ｔ１（ただし、ｔ１＜ｔ２＜ｔ３＜ｔ４＜ｔ５）となるようなＺ軸負方向に突出する山形の階段形状が形成されている。ここで面Ｓ５には、２本のチップロッドガイド孔１０ｃが貫通され、他の面には、１本ずつのチップロッドガイド孔１０ｃが貫通されている。
すなわち、各チップロッドガイド孔１０ｃの長さは、Ｙ軸方向の両端側から１対ずつが同一の長さとなっている
【００２７】
チップ押し出し部材１０のＸ軸負方向の側面には、チップロッドガイド孔１０ｃに干渉しない範囲（図２参照）に、Ｘ軸正方向に向けて凹部を形成する突き出しピン挿入穴１０ｂが設けられている。
突き出しピン挿入穴１０ｂは、Ｘ軸方向に進退する突き出しピン２１、２１をＺ軸方向に係合するための空間であり、本実施形態では正面視で長円状に設けられている。
【００２８】
突き出しピン２１、２１は、図６に示すように、それぞれホルダブロック３の突き出しピンガイド孔３ａ、３ａ内に挿通して配置され、Ｘ軸負方向側の端部でそれぞれ突き出しピンホルダ２０と固定されている。
突き出しピンホルダ２０は、突き出しピン２１を進退させる駆動力を伝達する部材であり、ＸＹ平面内で長円状の開口がＺ軸方向に貫通するスライド孔２０ａを備える。
【００２９】
突き出しピン２１の進退機構は、図２に示すように、突き出しピン駆動モータ２３、レバー２４、および加圧コロ２６からなる。
突き出しピン駆動モータ２３は、Ｚ軸負方向に延されたモータシャフト２３ａに固定されたレバー２４を正逆方向に一定角度の範囲で回転するためのもので、モータホルダ２２を介して取付ベース１に固定されている。
レバー２４には、回転中心であるモータシャフト２３ａとの固定位置からＸＹ平面内で適宜距離だけ偏心された位置に、Ｚ軸負方向に延された支持軸２５が設けられている。支持軸２５の先端には、回転可能に軸支持された加圧コロ２６が設けられている。
加圧コロ２６は、図２、６に示すように、スライド孔２０ａ内に配置され、スライド孔２０ａの孔面に沿って移動自在に設けられた円筒部材である。そして、支持軸２５が回転されると、レバー２４の回転とともに加圧コロ２６が支持軸２５回りに回転され、スライド孔２０ａの内面を介して突き出しピンホルダ２０をＸ軸方向に加圧する。そのため、突き出しピン駆動モータ２３の回転方向の正逆と、回転量を制御することにより、突き出しピンホルダ２０をＸ軸方向に適宜量進退させることができるようになっている。
加圧コロ２６の部材としては、例えば、玉軸受などを採用することができる。
【００３０】
次に、本実施形態の分注装置１００の動作について、チップ５０の着脱動作を中心に説明する。この動作は、図示しない周知の制御手段を介して、スライド機構１３、チップ着脱部駆動モータ１４、突き出しピン駆動モータ２３などの可動機構に適宜の制御信号を送ることにより、自動または手動で行うことができるようになっている。
図７は、本発明の実施形態に係る管部材の着脱機構を用いた分注装置の装着動作について説明するための右側面視の動作説明図である。図８は、同じく部分的な正面説明図である。図９は、本発明の実施形態に係る管部材の着脱機構を用いた分注装置の脱着動作について説明するための右側面視の動作説明図である。図１０は、図９のＤ−Ｄ線に沿う断面説明図である。図１１は、図１０に続く動作について説明するための図９のＤ−Ｄ線に沿う断面説明図である。図１２は、図１１の工程に続く脱着動作について説明するための右側面視の動作説明図である。ただし、図１０、１１において、チップケース６０の図示は省略し、チップ受け面６０ａの位置のみを示している。
【００３１】
チップ５０の装着動作について説明する。
まず、装着する１０本のチップ５０を、図１に示すように、着脱部５０ａをＺ軸正方向に向けてチップケース６０に配列しておく。
そして、スライド機構１３を駆動して、図１、２に示すように、各チップロッド１１がそれぞれ嵌合相手のチップ５０の上方の同軸上に位置するように支持板２を移動する。このとき、チップ着脱部４０は、着脱部５０ａと干渉しない高さに設定されている。
【００３２】
この状態のチップ着脱部４０では、各コイルバネ１５により各チップロッド１１のストッパ１１ｄが、チップロッドホルダ９の上端のリニア軸受１２に押圧されている。また、コイルバネ１６の付勢力により、チップ押し出し部材１０がＺ軸正方向に引上げられ、上面１０ｄがチップロッドホルダ９の下端のリニア軸受１２に押圧されている。チップロッドホルダ９の下端と上面１０ｄとの間には隙間ｄ０が形成されている。
このとき、各チップロッド１１は、少なくとも嵌合部１１ａがチップ押し出し面１０ａよりも下側に突出されている。チップ押し出し面１０ａのうち、最も下方に突出された面Ｓ５からの距離を、例えばｈ０とする（図１参照）。
【００３３】
次に、図７に示すように、チップ着脱部駆動モータ１４を回転し、ボールネジ４を介してＺ軸負方向に向けてボールネジナット７を螺進させ、チップ着脱部４０をＺ軸負方向に移動する。
そして、所定位置まで降下すると、各チップロッド１１の嵌合部１１ａが各着脱部５０ａに内嵌する。
このようにして、チップ５０をチップロッド１１の嵌合部１１ａに装着することができる。
ここで、本実施形態では、着脱部５０ａの配置高さのバラツキを吸収するとともに、嵌合部１１ａと着脱部５０ａとの密着度を向上するためには、嵌合部１１ａと着脱部５０ａとが当接する位置よりもわずかに下方に降下させる。
このようにすると、チップ５０の配置高さのバラツキにより早く嵌合してしまったチップロッド１１では、降下とともに増大するチップ５０からのチップロッド１１への反力がストッパ１１ｄを介してコイルバネ１５に伝達され、コイルバネ１５の付勢力と均衡するまで、チップロッド１１がＺ軸正方向に退避する。そのため、チップ５０の配置高さにバラツキがあっても、チップ５０とチップロッド１１との間に過大な負荷が作用したり、嵌合が不十分となったりすることなく、確実な嵌合を行うことができる。
【００３４】
チップロッド１１に装着されたチップ５０は、チップロッドホルダ９を上昇させて、チップケース６０から引き抜く。そして、スライド機構１３により適宜位置に移動し、分注動作を行う。
分注動作が終了すると、使用済のチップ５０を交換するために、以下のようにしてチップ５０の脱着動作を行う。
【００３５】
まず、使用済のチップ５０が嵌合部１１ａに嵌合している状態で、支持板２を回収用のチップケース６０の上方に移動し、チップロッドホルダ９を下降して、チップ５０をチップケース６０に収納する。そして、チップ５０の受け部５０ｂがチップケース６０のチップ受け面６０ａに略当接する高さに保持する。この状態では、嵌合が完了した直後の状態と略同様であり、図７、８に示す状態となっている。
このとき、図８に示すように、チップ受け面６０ａと面Ｓ５との間の距離をＨ０（ただし、Ｈ０＞ｈ０）とする。また、チップロッドホルダ９とチップ押し出し部材１０との隙間はｄ０である。
また、突き出しピン２１、２１は、Ｚ軸負方向側の退避位置に位置している。
【００３６】
次に、図９に示すように、突き出しピン駆動モータ２３を回転して加圧コロ２６をＸ軸正方向に移動し、スライド孔２０ａの内面を加圧して、突き出しピン２１、２１をＸ軸正方向に突き出し、各突き出しピン２１の先端を突き出しピン挿入穴１０ｂの内部に挿入する。
そして、チップ着脱部駆動モータ１４を降下時とは逆方向に回転して、チップロッドホルダ９を上昇させる。
チップロッド１１は、ストッパ１１ｄを介してチップロッドホルダ９の上面側のリニア軸受１２に係止されているので、チップロッドホルダ９の上昇に伴って、各チップロッド１１も上昇する。
一方、チップ押し出し部材１０は、突き出しピン挿入穴１０ｂに挿入された突き出しピン２１、２１により、Ｚ軸方向に係合されるため一定高さに保持される。
【００３７】
このため、チップロッドガイド孔１０ｃに沿って上昇されるチップロッド１１に対して、チップ押し出し部材１０が相対的にＺ軸負方向側に移動することになる。図１０は、チップロッドホルダ９が距離ｄ１（ただし、ｄ１＞ｄ０）だけＺ軸正方向に移動され、チップ５０の上端部が面Ｓ５に当接した瞬間の様子を示している。
このような相対移動に伴い、嵌合部１１ａに装着された各チップ５０の端部が、面Ｓ５、Ｓ４（Ｓ６）、Ｓ３（Ｓ７）、Ｓ２（Ｓ８）、Ｓ１（Ｓ９）の順にチップ押し出し面１０ａに順次当接していく。そして、相対移動の継続とともに、チップ押し出し面１０ａからチップ５０に対してＺ軸負方向に反力が付勢される結果、嵌合部１１ａが着脱部５０ａから引き抜かれて順次嵌合が解除される。
図１１は、チップロッドホルダ９が、上面１０ｄに対して高さｄ２（ただし、ｄ２＞ｄ１）に上昇され、チップロッド１１の先端部が、チップ押し出し部材１０より上方に位置し、すべてのチップ５０との嵌合が解除された状態を示す。
このような状態で、チップ着脱部駆動モータ１４を停止する。
【００３８】
このように、本実施形態では、チップ押し出し面１０ａの段差により、面Ｓ５、Ｓ４（Ｓ６）、Ｓ３（Ｓ７）、Ｓ２（Ｓ８）、Ｓ１（Ｓ９）の順に、段差に応じた時間差を持って、それぞれ２本ずつのチップ５０とチップロッド１１との嵌合が解除されていく。そのため、チップ着脱部駆動モータ１４の負荷となる駆動トルクは、２箇所の嵌合部を嵌合解除する荷重に応じたトルクのみとなり、１０箇所を同時に嵌合解除する場合の５分の１に低減される。
チップ押し出し面１０ａの段差は、１組の嵌合の解除が終了する時間差に対応した段差に設定すればよい。例えば、嵌合解除時のチップ５０の変形量より大きい段差であればよいので、一般にはわずかの段差があれば十分であり、時間差を設けることによる脱着動作の時間増はきわめてわずかとなる。
【００３９】
嵌合解除されたチップ５０は、自重により、チップケース６０に落下する場合が多いが、チップ５０の上端部に液体が付着していると、表面張力でチップ押し出し面１０ａに付着する場合がある。
このような場合にも、確実にチップ５０を脱着するため、本実施形態では、図１２に示すように、スライド機構１３を駆動して、チップ押し出し部材１０が、チップ５０の上方から退避するまで、支持板２をＸ軸負方向に相対移動する。
各チップ５０は、下端側がロッド格納穴６０ｂの外に出されていないので、チップ押し出し部材１０がＸ軸負方向に移動しても、チップケース６０上にとどまり、チップ押し出し部材１０が上方から退避して、チップ押し出し部材１０と付着できなくなると、自重でロッド格納穴６０ｂ内に落下する。
すなわち、このようなチップ押し出し部材１０の退避動作により、液体の表面張力によりチップ押し出し部材１０に付着したチップ５０を、チップ押し出し部材１０から確実に除去することができる。そのため、引き続き、別のチップ５０を装着する際にも支障なく装着動作を行うことができる。そのため、チップ５０の着脱を効率よく行うことができる。
【００４０】
チップ押し出し部材１０の退避を完了したら、チップ着脱部駆動モータ１４を回転して、チップロッドホルダ９をＺ軸負方向に移動し、チップロッドホルダ９とチップ押し出し部材１０との間の隙間をｄ０に戻す。そして、突き出しピン駆動モータ２３を駆動して、突き出しピン２１を突き出しピン挿入穴１０ｂから退避させ、チップ着脱部４０を図１の状態に戻す。また、必要に応じて、チップ着脱部駆動モータ１４を駆動してチップロッドホルダ９を上昇させ、図１に示す状態に復帰する。このようにして、次のチップ５０の装着動作に備えるようにする。
【００４１】
このように本実施形態では、チップ押し出し面１０ａに段差が設けられているため、各チップ５０の嵌合を解除する際のチップ押し出し部材１０の付勢タイミングに時間差を設けることができる。そして、チップ５０の総本数に比べて少ない本数ごとに、嵌合を解除することができる。その結果、チップ着脱部駆動モータ１４の負荷を低減することができ、低消費電力、低出力の小型モータを採用することができる。また、それにより装置の小型化、簡素化を図ることができる。
【００４２】
次に、本実施形態の変形例について説明する。
図１３は、本発明の実施形態に係る管部材の着脱機構の変形例について説明するための右側面視説明図である。
本変形例では、上記実施形態では、支持板２を移動して、チップ押し出し部材１０をチップ５０に対してＸ軸負方向に退避するようにしたのに対して、支持板２のＸ軸方向の位置を固定し、チップケース６０の下部に設けたＸ軸方向への移動手段であるスライダ２７ａとスライドレール２７ｂとからなるスライド機構２７（第２の移動手段）により、チップケース６０をＸ軸正方向に移動するようにしている。
ここで、スライド機構２７は、スライド機構１３と同様の構成を採用することができる。
このように、支持板２の位置を固定して、チップケース６０を相対移動しても、上記実施形態と同様の作用効果を有する。
【００４３】
なお、上記の説明では、管状ロッドと脱着部材とが相対移動し、管状ロッドの嵌合部と脱着部材の付勢面との距離を管状ロッドに応じて可変することで、付勢タイミングに時間差を設けるようにした例で説明した。付勢タイミングに時間差を設ける手段は、これらに限定されない。例えば、各管状ロッドの相対移動タイミングや、相対移動速度を変えるようにしてもよい。
【００４４】
また、上記の説明では、脱着部材を管部材に付勢する付勢タイミングに時間差を設ける場合の一例について説明したが、時間差の設け方はこれに限定されない。上記実施形態は、例えば、次のように変形することができる。
図１４は、付勢タイミングの時間差を設ける場合の一変形例について説明するための管部材の着脱機構の主要部を示す正面説明図である。
【００４５】
本変形例は、上記実施形態におけるチップ押し出し部材１０に代えて、チップ押し出し部材１０Ａ（脱着部材）を備えたものである。以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
チップ押し出し部材１０Ａは、チップ押し出し部材１０におけるチップ押し出し面１０ａの段差の配列を変えたチップ押し出し面１０ｆ（付勢面）を備えたものである。
チップ押し出し部材１０Ａのチップ押し出し面１０ｆは、各突き出しピン挿入穴１０ｂに対応して、Ｙ軸負方向から正方向に向けてＺ軸正方向に高さが上昇する階段状の段差を形成したものである。
【００４６】
このようなチップ押し出し部材１０Ａによれば、脱着動作において、上記実施形態と同様にチップロッドホルダ９を上昇させると、Ｙ軸負方向側のチップ押し出し面１０ｆから順にチップ５０の上端部が当接する結果、図１０のＹ軸負方向側のチップ５０から１本ずつ順次付勢タイミングに時間差が発生することで、順次脱着される。
また本変形例のチップ着脱部駆動モータ１４の負荷は、上記実施形態のさらに半分で済み、さらに負荷トルクを低減することができる。
【００４７】
本変形例に示すように、チップ押し出し部材１０の段差に付け方は、段差の数、段差の配置位置などを負荷トルクの大きさ、反力のバランスなどの必要に応じて自由に変形することができる。
【００４８】
次に、脱着部材を管部材に付勢する付勢タイミングに時間差を設ける場合の他例について説明する。
図１５は、付勢タイミングの時間差を設ける場合の他の変形例について説明するための管部材の着脱機構の主要部を示す正面説明図である。
【００４９】
本変形例は、上記実施形態におけるチップ押し出し部材１０、チップケース６０に代えてチップ押し出し部材３０（脱着部材）、チップケース６１（管部材保持部）を備える。また、１０本の同一寸法のチップロッド１１に代えて、Ｙ軸負方向から、チップロッド１１と同一の構成を有し長さのみ異なる管部材であるチップロッド１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ、１１Ｅ、１１Ｅ、１１Ｄ、１１Ｃ、１１Ｂ、１１Ａ（以下、これらを総称する場合、「チップロッド１１Ａなど」と称する）を備えたものである。それぞれのストッパ１１ｄから嵌合部１１ａの先端までの長さは、順に、ＬＡ、ＬＢ、ＬＣ、ＬＤ、ＬＥ（ただし、ＬＡ＞ＬＢ＞ＬＣ＞ＬＤ＞ＬＥ）である。以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００５０】
チップ押し出し部材３０は、チップ押し出し部材１０におけるチップ押し出し面１０ａをＸＹ平面に平行なチップ押し出し面３０ａに変更したものである。すなわち、チップ押し出し部材３０は、上面１０ｄとチップ押し出し面３０ａとが平行な直方体状をなしている。
【００５１】
チップケース６１は、１０本のチップ５０をＺ軸方向に保持するチップ受け面６１ａの高さが、チップ５０を格納する各ロッド格納穴６１ｂにより異なり、両端から中央に向かって上昇する山形の階段状をなしているものである。チップ受け面６１ａの高さは、チップロッド１１Ａなどの先端からの距離がそれぞれ等しい寸法とされる。
【００５２】
本変形例によれば、装着動作においては、チップロッド１１Ａなどが、チップケース６１上にそれぞれ対応する段差を持って配置されたチップ５０の着脱部５０ａに対して、同時に嵌合することができる。
そして、脱着動作においては、チップロッドホルダ９を上昇することにより、チップロッド１１Ａなどをチップロッドガイド孔１０ｃに沿って上昇させると、チップ押し出し面３０ａに対して、チップロッド１１Ｅ、１１Ｄ、１１Ｃ、１１Ｂ、１１Ａにそれぞれ嵌合したチップ５０が２本ずつ順次時間差を持って当接し、チップ押し出し面３０ａから反力を付勢され、順次嵌合が解除される。したがって、チップ着脱部駆動モータ１４の負荷に関して、上記実施形態と全く同様になるものである。
本変形例の場合、チップ押し出し面３０ａに段差を設けなくてもよいので、チップ押し出し部材３０を簡素な構成とすることができるという利点がある。
【００５３】
このように本変形例は、チップロッド１１Ａなどとチップ押し出し部材３０とが相対移動する際、チップ押し出し面３０ａに段差を設けず、チップロッド１１Ａなどの長さを変えて、チップ５０チップ押し出し面３０ａからの相対距離を変更し、付勢タイミングを変更した例となっている。
【００５４】
また、上記の説明では、脱着動作を行う場合に、脱着部材を管部材に付勢する付勢タイミングに時間差を設ける例で説明したが、第１の移動手段の負荷に余裕があれば、管部材を同時に脱着してもよい。
【００５５】
また、上記の説明では、第１の移動手段として、ボールネジ４、ボールネジナット７、チップ着脱部駆動モータ１４からなる例で説明したが、移動手段は直線移動可能な手段であれば、これに限定されない。例えば、リニアモータを用いた移動手段や、エアシリンダを用いた移動手段を採用してもよい。
【００５６】
また、上記の説明では、複数の管部材が、チップ５０として共通の形状を有する例で説明したが、複数の管部材の形状は互いに異なっていてもよい。このとき、脱着に要する付勢力が異なる場合には、必要な付勢力の差に応じて、同一タイミングで脱着される組合せを各付勢力が平均化されるように設定することが好ましい。
【００５７】
また、上記の説明における相対移動は、すべて上記実施形態と逆側の構成が移動するように変形することができる。
【００５８】
また、上記の説明では、管部材の着脱機構を分注装置に用いた例で説明したが、本発明の管部材の着脱機構は、分注装置での使用に限定されるものではなく、複数の管部材を脱着することが必要な他の装置に用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施形態に係る管部材の着脱機構を用いた分注装置の概略構成について説明するための正面説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係る管部材の着脱機構を用いた分注装置の概略構成について説明するための右側面説明図である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る管部材の着脱機構の脱着部材の図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ線に沿う部分断面図である。
【図６】図２のＣ−Ｃ断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る管部材の着脱機構を用いた分注装置の装着動作について説明するための右側面視の動作説明図である。
【図８】本発明の実施形態に係る管部材の着脱機構を用いた分注装置の装着動作について説明するための部分的な正面説明図である。
【図９】本発明の実施形態に係る管部材の着脱機構を用いた分注装置の脱着動作について説明するための右側面視の動作説明図である。
【図１０】図９のＤ−Ｄ線に沿う断面説明図である。
【図１１】図１０に続く動作について説明するための図９のＤ−Ｄ線に沿う断面説明図である。
【図１２】図１１の工程に続く脱着動作について説明するための右側面視の動作説明図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る管部材の着脱機構の変形例について説明するための右側面視説明図である。
【図１４】付勢タイミングの時間差を設ける場合の一変形例について説明するための管部材の着脱機構の主要部を示す正面説明図である。
【図１５】付勢タイミングの時間差を設ける場合の他の変形例について説明するための管部材の着脱機構の主要部を示す正面説明図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  取付ベース
２  支持板
４  ボールネジ（第１の移動手段）
７  ボールネジナット（第１の移動手段）
９  チップロッドホルダ
１０、１０Ａ、３０  チップ押し出し部材（脱着部材）
１０ａ、１０ｆ、３０ａ  チップ押し出し面（付勢面）
１０ｂ  突き出しピン挿入穴
１１  チップロッド（管状ロッド）
１１ａ  嵌合部
１１ｄ  ストッパ
１２  リニア軸受
１３、２７  スライド機構（第２の移動手段）
１４  チップ着脱部駆動モータ（第１の移動手段）
１９  チューブ
２１  突き出しピン
２３  突き出しピン駆動モータ
２６  加圧コロ
４０  チップ着脱部（管部材の着脱機構）
５０  チップ（管部材）
５０ａ  着脱部（被嵌合部）
５０ｂ  受け部
５０ｄ  先端孔部（ノズル部）
６０、６１  チップケース（管部材保持部）
６０ａ  チップ受け面
１００  分注装置
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2007093285.tif 000012
【図１１】
2007093285.tif 000013
【図１２】
2007093285.tif 000014
【図１３】
2007093285.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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