(57)【要約】【課題】  装置本体にトレイを用いずに化学反応カートリッジを装置内部に送り込むことができる化学反応カートリッジの挿入機構を実現することを目的にする。【解決手段】  挿入された化学反応カートリッジ１を、モータ５により回転駆動される歯車４と咬み合うラック３の直線運動に基づいて、筐体６内部へ引き込む化学反応カートリッジの挿入機構において、筐体６内に固定され化学反応カートリッジ１を直線運動の方向に導くローディングガイド８を備え、ラック３が化学反応カートリッジ１の表面に設けられたことを特徴とする。【選択図】図１
2012005990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
挿入された化学反応カートリッジを、モータにより回転駆動される歯車と咬み合うラックの直線運動に基づいて、筐体内部へ引き込む化学反応カートリッジの挿入機構において、
前記筐体内に固定され前記化学反応カートリッジを前記直線運動の方向に導くローディングガイドを備え、
前記ラックが化学反応カートリッジの表面に設けられたことを特徴とする化学反応カートリッジの挿入機構。
【請求項２】
前記ラックは前記化学反応カートリッジと一体に成型されたことを特徴とする請求項１記載の化学反応カートリッジの挿入機構。
【請求項３】
前記化学反応カートリッジが所定の位置まで引き込まれたことを検出して前記モータの回転を停止させる検出スイッチを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の化学反応カートリッジの挿入機構。
【請求項４】
前記化学反応カートリッジが、前記ラックと前記歯車が咬み合う所定の位置まで挿入されたことを検出して前記モータの回転を開始させる内部スイッチを備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の化学反応カートリッジの挿入機構。
【請求項５】
前記ラックが前記化学反応カートリッジの側面に設けられたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の化学反応カートリッジの挿入機構。
【請求項６】
前記ローディングガイドの一部に設けられた開口部を介して前記歯車が前記ラックと咬み合うことができるようにしたことを特徴とする請求項５に記載の化学反応カートリッジの挿入機構。
【請求項７】
前記ラックが前記化学反応カートリッジの上面または下面に設けられたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の化学反応カートリッジの挿入機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学反応用カートリッジの試験装置等へ挿入される化学反応カートリッジを装置内部へ送り込むための化学反応カートリッジの挿入機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、溶液の合成や溶解、検出、分離などの処理においては、試験管やビーカー、ピペットなどが利用されていたが、操作が煩雑であり、個人差も大きく、手間もかかることから、近年、化学反応カートリッジが用いられることが多くなってきた。化学反応カートリッジは、カートリッジ内に設けられ、流路で連結された室（ウェル） に溶液を送り、混合や化学反応などの処理を行もので、操作が簡単であり、個人差がなく、手間もかからないという利点がある。
【０００３】
化学反応用カートリッジの試験装置等に化学反応カートリッジをセットする際には、従来から、試験者の操作を容易にするため、装置内部へカートリッジを送り込むための挿入機構が用いられている。
【０００４】
図３は、従来の化学反応カートリッジの挿入機構の一例を示し、（Ａ）はその外部斜視図、（Ｂ）はその要部斜視図である。
【０００５】
図３(Ａ)に示すように、化学反応用カートリッジの試験装置は筐体２６に収められ、化学反応用カートリッジ２１を載せるためのトレイ２２と、これらを出入できるようにした開口部２７を備えている。
【０００６】
図３（Ｂ）において、トレイ２２の側面に設けられたラック（直線歯車）２３は平歯車（ピニオン）２４と咬み合い、平歯車２４は回転中心部がモータ２５の回転軸に結合されている。
【０００７】
次に図３の化学反応カートリッジの挿入機構の動作を説明する。
【０００８】
図３(Ａ)に示すように、筐体２６の開口部からトレイ２２を引き出してカートリッジ２１を載せる。トレイ２２上には予め、カートリッジ２１の位置決めを行うための凹部が設けられている。次にトレイ２２を軽く押す、またはスイッチを押す、などの操作により試験装置内部のモータ２５が回転を開始し、平歯車２４を介して伝達されたトルクによりラック２３が筐体２６内部方向に向けて直進移動する。その結果、トレイ２２と共にカートリッジ２１が開口部２７を通って試験装置本体内へ引き込まれる。
【０００９】
このような化学反応カートリッジの挿入機構によれば、カートリッジ２１内部の流路と対応した位置決めが試験装置本体内で自動的かつ迅速に行われるので、試験者の負担軽減を図ることができる。
【００１０】
化学反応カートリッジの挿入機構の先行技術としては下記のような特許文献が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平８−４３４０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、従来の技術では、試験装置内部にトレイ機構が必要となるので、構造支持部材が必要となり、小型化が難しいという問題がある。
【００１３】
また、カートリッジより長く奥行きのあるトレイが必要となるので、トレイが格納されたときの空間が余分に必要となり、その部分への機構・電気部品の配置ができなくなるので、スペース効率の悪い構造となる。
【００１４】
また、化学反応カートリッジは、試験装置内でカートリッジ内部の流路と対応した正確な位置決めが必要となるが、トレイとカートリッジの間にガタがあると、位置ずれが生じ易くなり、測定の信頼性に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００１５】
本発明は上記従来技術の課題を解決するためになされたもので、構成が単純でスペース効率がよく、小型化が容易な化学反応カートリッジの挿入機構を実現することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
挿入された化学反応カートリッジを、モータにより回転駆動される歯車と咬み合うラックの直線運動に基づいて、筐体内部へ引き込む化学反応カートリッジの挿入機構において、
前記筐体内に固定され前記化学反応カートリッジを前記直線運動の方向に導くローディングガイドを備え、
前記ラックが化学反応カートリッジの表面に設けられたことを特徴とする。
【００１７】
請求項２記載の発明は、
請求項１記載の化学反応カートリッジの挿入機構において、
前記ラックは前記化学反応カートリッジと一体に成型されたことを特徴とする。
【００１８】
請求項３記載の発明は、
請求項１または２に記載の化学反応カートリッジの挿入機構において、
前記化学反応カートリッジが所定の位置まで引き込まれたことを検出して前記モータの回転を停止させる検出スイッチを備えたことを特徴とする。
【００１９】
請求項４記載の発明は、
請求項１乃至３のいずれかに記載の化学反応カートリッジの挿入機構において、
前記化学反応カートリッジが、前記ラックと前記歯車が咬み合う所定の位置まで挿入されたことを検出して前記モータの回転を開始させる内部スイッチを備えたことを特徴とする。
【００２０】
請求項５記載の発明は、
請求項１乃至４のいずれかに記載の化学反応カートリッジの挿入機構において、
前記ラックが前記化学反応カートリッジの側面に設けられたことを特徴とする。
【００２１】
請求項６記載の発明は、
請求項５に記載の化学反応カートリッジの挿入機構において、
前記ローディングガイドの一部に設けられた開口部を介して前記歯車が前記ラックと咬み合うことができるようにしたことを特徴とする。
【００２２】
請求項７記載の発明は、
請求項１乃至４のいずれかに記載の化学反応カートリッジの挿入機構において、
前記ラックが前記化学反応カートリッジの上面または下面に設けられたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば以下のような効果がある。
【００２４】
すなわち、ラックをカートリッジに直接設けることでモータと平歯車の単純な構成でカートリッジを装置内へ送り込むことができる。複雑な構造支持部材が不要なので、小型化が容易となる。
【００２５】
また、カートリッジ挿入時の案内面をカートリッジ表面に設けることで、ローディングガイドも単純な構成となる。
【００２６】
また、カートリッジは成型品なので、カートリッジに付加するラックも容易かつ安価に形成できる。
【００２７】
また、装置内部の奥行きはトレイ構造の場合と比べて短くできるのでスペース効率が向上し、小型化を図ることができる。
【００２８】
また、化学反応カートリッジは、試験装置内でカートリッジ内部の流路と対応した正確な位置決めが必要となるが、トレイとカートリッジが一体でその間にガタがないので、位置決めがさらに正確になる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態に係る化学反応カートリッジの挿入機構の一実施例を示す構成説明図である。
【図２】図１の化学反応カートリッジの挿入機構の変形例を示す構成説明図である。
【図３】従来の化学反応カートリッジの挿入機構の一例を示す構成説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００３１】
図１（Ａ）は本発明の実施の形態に係る化学反応カートリッジの挿入機構を示す外形構成斜視図、図１（Ｂ）は同要部構成斜視図である。
【００３２】
図１（Ａ）において、化学反応用カートリッジの試験装置は筐体６に収められ、筐体６に設けられた開口部７から化学反応用カートリッジ１が挿入可能となっている。化学反応用カートリッジ１の側面にはラック３が一体成型されている。
【００３３】
図１（Ｂ）において、カートリッジ１の側面に設けられたラック（直線歯車）３は平歯車（ピニオン）４と咬み合い、平歯車４の回転中心は試験装置本体内に固定されたモータ５の回転軸と結合されている。すなわち、モータ５の回転トルクは、平歯車４とラック３を介してカートリッジ１に伝達され、カートリッジ１を直線運動させる。カートリッジ１の案内面となるローディングガイド８は試験装置本体内に開口部７に接して固定され、開口部７から挿入された化学反応カートリッジ１を保持してラック３による直線運動の方向に導く。なお、ラック３が平歯車４と咬み合うことができるように、ローディングガイド８の一部に小開口部９が設けられている。
【００３４】
また、試験装置本体内には、ラック３が平歯車４と咬み合う所定の位置までカートリッジ１が挿入されたことを検出する内部スイッチ（図示せず）や、位置決めストッパとして化学反応カートリッジの先端が所定の位置まで引き込まれたことを検出するエンド検出スイッチ（図示せず）が設けられている。内部スイッチやエンド検出スイッチとしては、光電センサ等周知の物体検出スイッチを用いることができる。
【００３５】
次に図１の化学反応カートリッジの挿入機構の動作を説明する。
【００３６】
図１(Ａ)に示すように、カートリッジ１を試験装置の筐体６に設けられた開口部７から図１（Ｂ）のローディングガイド８に差し込む。ローディングガイド８に導かれて、カートリッジ１が、ラック３と平歯車４が咬み合う所定の位置まで挿入されると、内部スイッチ（図示せず）が働いてモータ５が回転を開始する。モータ５の回転は平歯車４に伝えられ、平歯車４の回転によりラック３はローディングガイド８が導く方向に直進移動する。その結果、カートリッジ１は開口部７を経由して試験装置本体内へ引き込まれる。化学反応カートリッジ１が所定の位置まで引き込まれると、エンド検出スイッチ（図示せず）が化学反応カートリッジ１の先端を検出してモータ５の回転を停止させるので、化学反応カートリッジ１は停止する。
【００３７】
上記のような構成の化学反応カートリッジの挿入機構によれば、ラックをカートリッジに直接設け、試験装置本体内に位置決めストッパを設けることにより、モータと平歯車の単純な構成でカートリッジを装置内へ送り込むことができる。複雑な構造支持部材が不要なので、小型化を図ることができる。
【００３８】
また、カートリッジ挿入時の案内面をカートリッジ表面に設けることで、ローディングガイドも単純な構成とすることができる。
【００３９】
また、カートリッジは成型品なので、カートリッジに付加するラックも容易かつ安価に形成できる。
【００４０】
また、装置内部の奥行きはトレイ構造の場合と比べて短くできるのでスペース効率が向上し、小型化を図ることができる。
【００４１】
また、化学反応カートリッジは、試験装置内でカートリッジ内部の流路と対応した正確な位置決めが必要となるが、ラックとカートリッジが一体でその間にガタがないので、位置決めがさらに正確になる。
【００４２】
なお、上記の実施例ではラックとカートリッジを一体に成型したが、カートリッジに単体のラックを取り付けるようにしてもよい。
【００４３】
また、モータの回転を開始や停止させるスイッチは、化学反応カートリッジがそれぞれ所定の位置まで来たことを検出できればよいので、例えば化学反応カートリッジの外形の一部を検出してもよい。
【００４４】
また、カートリッジに付加するラックは側面に限らず上面や下面などに設けてもよい。
【００４５】
図２は図１の化学反応カートリッジの挿入機構の実施例の変形例で、ラックをカートリッジの上面に設けた場合を示す要部構成斜視図である。筐体６、開口部７は図１と同様である。
【００４６】
図２において、カートリッジ１１の上面にラック１３が一体に成型されている。ラック１３は平歯車１４と咬み合い、平歯車１４はモータ１５により駆動される。開口部７（図１（Ａ））からカートリッジ１１が挿入されると、ローディングガイド１８に導かれてラック３と平歯車４が咬み合う所定の位置までカートリッジ１が挿入され、これを検出した内部スイッチによりモータ１５が回転する。モータ１５によって駆動される平歯車１４の回転によりラック１３が直線移動し、カートリッジ１１が試験装置内部に引き込まれる。
【００４７】
図２の化学反応カートリッジの挿入機構によれば、ラックをカートリッジの上面に設けているので、ローディングガイド１８の一部に小開口部を設ける必要がなくなり、ローディングガイド１８の作成が容易となる。その他の点については図１の場合とほぼ同様である。
【００４８】
また、本発明の化学反応カートリッジの挿入機構は、化学反応用カートリッジの試験装置に限らず、化学反応用カートリッジの読取装置、解析装置、分析装置等、化学反応カートリッジを装置内部へ送り込む必要がある各種の装置に適用することができる。
【００４９】
また、本発明は、上記実施例や変形例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形を含むものである。
【符号の説明】
【００５０】
１，１１，２１  化学反応カートリッジ
３，１３，２３  ラック
４，１４，２４  歯車
５，１５，２５  モータ
６，２６  筐体
８，１８  ローディングガイド
９  開口部
【図１】
2012005990.tif 000003
【図２】
2012005990.tif 000004
【図３】
2012005990.tif 000005