ディスペンスポンプ

【課題】試薬を吸入及び吐出するディスペンスポンプにおいて、構造が簡単でしかもコンパクトな機構により極めて小型、軽量化し、かつ吸入、吐出量の精度を向上することを課題とする。
【解決手段】駆動モータの駆動軸を中空状にし、ピストンを駆動させる軸をモータ内部に収納させると共に、ピストンとの接合位置をシリンダの中心から偏芯させ回動防止とする手段を用い、装置の構成を簡潔な機構とし、モータを小型にして省エネ化させると共に、スライダの位置精度を向上させ吸入、吐出量の精度を向上出来るようにしたものである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は臨床分析装置や、ＤＮＡ分析装置に使用される試薬を吸入し吐出する小型のポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の手段は、例えば駆動モータの端軸をネジ形状として、回り止めを有したスライダー部を設け、さらにスライダー部とピストンを連動させシリンダ内に容積変化を発生せしめ、試薬を所定の量を吸入し吐き出す機構であった。
【０００３】
以下図３により従来のディスペンスポンプ５０について説明する。
機枠５１の一端に設置された駆動モータ５６の駆動軸５６ａの端部はおねじ部５６ｂを有し、先端部にはめねじ部５２ｂ、駆動軸５６ａの収納穴５２ｃを有したスライダ５２が係合されている。スライダ５２の外周には周り止め防止のため爪５２ａが機枠５１に設けられた長穴５１ａに摺動可能に係合されている。また機枠５１の他端には中空状でシリンダ室５４ａを有するシリンダ５４の構成となっており、スライダ５２の一端はピストン５２ｄの構成をなし、シリンダ室５４ａの内壁とＯリング５３を介し摺動可能な状態で係合されている。さらにシリンダ５４の一端には継手５５を介しピペットチップ５７が挿入され、シリンダ室５４ａの内圧をピペットチップ５７へ導く構成となっている。ディスペンスポンプ５０の下方には試薬５８が充填された容器５９が設置されている。
【０００４】
次に従来技術の動作について説明する。モータ５６がＫ方向へ回転すると、スライダ５２は爪５２ａが機枠５１に設けられた長穴５１ａにより回転が制約されるため、おねじ部５６ｂ，めねじ部５２ｂを介しＭ方向へ上昇する。その際シリンダ室５４ａ内はピストン５２ｄにもうけられたＯリング５３により外気と遮断されているため負圧となる。その結果継手５５を介しピペットチップ５７の内部も負圧となり、ディスペンスポンプ５０が下降する（下降手段は省略する）と共に、試薬５８を吸入することとなる。またモータ５６がＬ方向へ回転するとスライダ５２はＮ方向へ下降すると共にシリンダ室５４ａ内は加圧され、ピペットチップ５７に吸引された試薬５８ａを吐き出す。以上説明した動作を繰り返すことにより、ディスペンスポンプ５０は試薬５８を吸入および吐出することが可能となっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、臨床分析装置やＤＮＡ分析装置において、自動化が推進され省エネや装置の小型化を目的として、自動ロボットに搭載されるディスペンスポンプの一層の小型、軽量化が望まれると共に、高価な試薬を微量でしかもバラツキが少ない高精度な吸入、吐出の機能が要求されてきた。しかし、従来技術では爪部と長穴部のがたから発生するピストンの位置誤差による吸入量の誤差や、摺動抵抗によるモータトルクの増大化、さらに複雑な機構構成によるディスペンスポンプの大きさや重量の増大化が問題となっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、駆動モータに中空状で先端部をめねじ状に加工し、内部を貫通穴状とした駆動軸を設け、おねじ状のねじ軸を該駆動軸の貫通穴即ちモータ内部に収納可能に出し入れする機構構成とすることにより小型化する。
【０００７】
請求項２記載の発明の手段は、駆動するねじ軸と円筒状のピストンを接合し、さらに接合位置をシリンダ中心から偏芯させ、シリンダ内でピストンが回転することを制約した機構構成とすることで、従来の回転防止機構部を不要とし、小型、軽量化させる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は次のような効果を奏する。請求項１に記載された発明は、モータ内部に収納する状態でねじ軸が移動するため、スペースを効率良く利用出来大幅な小型化が可能となる。
【０００９】
請求項２に記載された発明は、ピストンと駆動するねじ軸の結合位置を、シリンダ内径中心から所定の量だけ偏芯させ、シリンダ内でのピストン回転防止機構とすることにより、従来の複雑な構成による周り止め防止機構が不要となり、機構の簡易化や、従来機構の摺動抵抗により発生していたエネルギロスが削減され、モータの小型化、省エネ化が可能となる。さらには従来の回転防止機構でのがたによるピストン位置誤差から発生していた吸入及び吐出量のバラツキが激減され、吸入及び吐出量の高精度化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
【００１１】
図１は本発明におけるディスペンスポンプ１０の構成を示した断面斜視図であり、図２はピストン部の詳細を示した断面図である。
【００１２】
図１は主要なディスペンスポンプ１０の構成を示す。（説明の為モータ６の内部を断面で表示してある）機枠１の一端に設けられたモータ６の駆動軸６ａは中空穴６ｂを有し一端はめねじ部６ｃが設けられており、他端は継手５を有する中空状のシリンダ室４ａを有するシリンダ４を構成し、継手５の先端にはピペットチップ７が挿入されている。またシリンダ４の内部にはＯリング３を介しピストン２が摺動可能に係合され、ピストン２にはねじ軸８が設けられている。さらにねじ軸８の上端は駆動軸６ａのめねじ部６ｃと係合されている。またディスペンスポンプ１０の下方には試薬８が充填された容器９が設置されている。
【００１３】
図２はピストン２、Ｏリング３、シリンダ４、ねじ軸８の位置関係を示す断面図である。ピストン２にはねじ軸８が設けられているが、その位置はシリンダ４の中心位置からＥだけ偏芯している。その結果ピストン２はねじ軸８の中心としてＦ及Ｇ方向の回動は制約される。
【００１４】
次に動作を図１および図２により説明する。図１で示すモータ６がＡ方向に回動し駆動軸６ａがＡ方向へ回転すると、ピストン２は図２で示す様にシリンダ４に対し回転が制約されるため、駆動軸６ａのめねじ部６ｃ、ネジ軸８を介しＣ方向へ駆動される。その結果ピストン２、Ｏリング３、シリンダ４で構成される密閉されたシリンダ室４は負圧となり、さらに継手５を介しピペットチップ７内も負圧となる。よってディスペンスポンプ１０を下降させることにより（下降手段は省略する）、ピペットチップ７内に試薬８を吸引することが可能となる。さらにモータ６がＢ方向へ駆動すると、ピストン２はＤ方向へ駆動されシリンダ室４ａ内が加圧され、ピペットチップ７内の試薬は吐き出される。以上の動作を繰り返すことにより、ディスペンスポンプ１は試薬８を吸引及び吐出することが可能となる。
【００１５】
本実施の形態に係わるディスペンスポンプによれば、従来技術の様な複雑な回り止め機構が不要で装置が安価となると共に、ねじ軸をモータ内部に収納が可能となり、小型、軽量化となる利点がある。
【００１６】
さらにこのようなディスペンスポンプによれば、従来技術の様な複雑な回り止め機構から発生する摩擦抵抗が無く、モータの負荷が軽減されモータの小型、軽量、省エネ化が可能となる。
【００１７】
さらにこのようなディスペンスポンプによれば、複雑な回り止め機構が不要になり、がたの発生が無くピストン部の位置精度が向上し、その結果シリンダ内の圧力のバラツキが少なく、試薬の吸入、吐出量が安定し、精度が向上する利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明におけるディスペンスポンプ機構構成を示す断面斜視図である。
【図２】本発明におけるディスペンスポンプ機構構成を示す断面である。
【図３】従来技術におけるディスペンスポンプ機構構成を示す断面斜視図である。
【符号の説明】
【００１８】
１機枠
２ピストン
３Ｏリング
４シリンダ
４ａシリンダ室
５継手
６モータ
６ａ駆動軸
６ｂ穴
６ｃめねじ部
７ピペットチップ
８試薬
９容器
１０ディスペンスポンプ
５０ディスペンスポンプ
５１機枠
５１ａ長穴
５２スライダ
５２ａ爪
５２ｂめねじ部
５２ｃ収納穴
５２ｄピストン
５３Ｏリング
５４シリンダ
５４ａシリンダ室
５５継手
５６モータ
５６ａ駆動軸
５７ピペットチップ
５８試薬
５８ａ試薬
５９容器

【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吸入及び吐出する装置において、中空穴を有するモータ軸を設け、吸入及び吐出させるピストン部の駆動軸を、該中空穴に収納可能としたディスペンスポンプ装置。
【請求項２】
液体を吸入及び吐出する装置において、シリンダ内を摺動するピストン部と、該ピストン部を動作させる駆動軸との接合位置を、シリンダ中心位置から偏芯させた位置に設けることにより、シリンダ内部でピストン部が回動することを防止したディスペンスポンプ装置。

【図１】