JPH0127097Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、血液自動分析装置などの自動分析装
置において、試薬などの液体を所定量ずつ移送す
る装置、詳しくは、耐薬品性に優れ、かつ固着や
定量誤差などが生じることなく確実に動作するよ
うにした液体移送装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、血液自動分析装置などの自動分析装置に
おいて、所定量の試薬などを一定間隔で送り出す
ためには、モータ軸に固定されたカムで注射筒内
のピストンを往復させて、注射筒に液体を吸引・
排出させる方法が一般に用いられている。しかし
この種従来の方法は、注射筒に固着を生じたりす
る欠点がある。この場合、ピストンの径を注射筒
の外筒の内径よりも小さくして、パツキングなど
を介して、接触面積を小さくする改良などによ
り、固着は解消されるが、反対に漏れを生じ定量
誤差の原因となるという欠点を生じ、好ましい方
法とは言えない。

［考案が解決しようとする課題］ 上記の欠点を解消するために、従来から、ダイ
アフラムを用いた装置が種々提案されているが、
ダイアフラムが任意に変形したり、伸びを生じた
りするため、高精度の定量を要求されない場合に
しか用いられておらず、たとえばダイアフラムを
２重にし、ダイアフラムとダイアフラムとの間に
油などの液体を常に一定圧で閉じ込めて、常に一
定の変形を行わせていたので、構造が複雑化し小
型の自動分析装置などには用いることができなか
つた。

本考案は上記の諸点に鑑みなされたもので、１
枚のダイアフラムを有効に使用して、高精度の定
量を行うことができ、かつ固着、漏れ、さびなど
が生じない液体移送装置を提供することを目的と
するものである。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、本考案の液体移
送装置は、第１図〜第３図に示すように、上部空
間１および下部空間２を形成させる仕切板３を有
し、上部空間の上端に液体流入口４および液体流
出口５を備え、かつ上部空間の下部および下部空
間の上部にそれぞれ圧力導入口６，７を備えた本
体８と、上部空間内に設けられたピストンヘツド
１０と、このピストンヘツドに連結され本体内の
仕切板に穿設された中心孔１１内を摺動可能に設
けられたピストンロツド１２と、ピストンヘツド
の下面に密接しかつ周縁部が本体に固定されたダ
イアフラム１３と、ピストンロツドの下端に連結
され下部空間内を摺動可能に設けられた摺動円板
１４と、前記圧力導入口６，７のそれぞれに切換
弁１５，１６を介して接続された空気圧供給源３
７，３８および速度制御弁１７，１８と、本体下
端に設けられたストツパ２０と、このストツパの
中央部にばね２１で常に上方に付勢されるように
貫通して設けられたガイドピン２２と、このガイ
ドピンの下端により駆動されるスイツチ２３と、
このスイツチに接続され前記切換弁１５，１６を
開閉する弁制御回路２４とを包含するようにした
ものである。

［作用］ 第１図はピストンヘツド１０、ピストンロツド
１２、摺動円板１４が最下死点に達した図である
が、休止状態は第３図に示すように常に上死点に
達した時であるように設定している。つまり圧力
導入口６から、空気圧供給源３７からの空気圧を
導入し、ダイアフラム１３をピストンヘツド１０
の外周縁および定量室２５内の内壁に密着させ、
比較的低圧力の一定圧の空気圧を常に与えた状態
にしている（第３図参照）。この状態においては、
速度制御弁１８を通じ圧力導入口７は大気開放の
状態になつている。このリセツト状態から液体の
定量を行うには、切換弁１５，１６を同時に切り
換えて圧力導入口６を速度制御弁１７を介し大気
開放へ、一方、圧力導入口７は空気圧供給源３８
に接続する。すなわち、分析装置の定量開始指令
により弁制御回路２４を作動させ、切換弁１６を
空気圧供給源３８へ、切換弁１５を速度制御弁１
７を介し大気開放へ切り換えて、液体の吸引動作
を行わせる。この場合、上死点にあつた摺動円板
１４を下方に押しやろうとする力が働くが、速度
制御弁１７の働きにより、本体８の上部空間１内
の空気は徐々に排出されるため、下部空間２内の
圧力と釣り合つた圧力のままであり、その圧力状
態を維持しながら、ピストンロツド１２が徐々に
下方に移動する。すなわちダイアフラム１３には
常に一定の圧力がかかつた状態で下死点まで移動
するために、ピストンヘツド１０の周縁および定
量室２５の内壁のいずれかにダイアフラム１３が
密着して、逆さや状の変形を生ずる。第１図に示
すように、ストツパ２０で規制される下死点に達
すると、もはやピストンロツド１２は移動しな
い。ピストンロツド１２が下死点に至ると、ガイ
ドピン２２を下方に押し下げてスイツチ２３をオ
ンさせ、弁制御回路２４を作動させて再び切換弁
１５，１６を切り換え、液体の送り出しを行うよ
うにピストンロツド１２およびピストンヘツド１
０を上昇させ、上死点で空気圧供給源からの圧力
を保つたままで停止させる。このときダイアフラ
ム１３は緊張状態を維持し、一方、液体流入口４
には大気圧と等しい圧力しか与えられておらず
（試薬タンクの底部にパイプが伸びていて試薬タ
ンク自体は大気圧である）、したがつてダイアフ
ラム１３の変形は生じない。この場合、比較的低
い圧力であることも好都合に作用している。切換
弁が切り換えられると、再び本体８の上部空間１
には圧力が導入されるとともに、下部空間２は速
度制御弁１８により徐々に空気が大気に排出され
る。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。本例の液体移送装置は、上部空間１および下
部空間２を形成させる仕切板３を有し、上部空間
１の上端に液体流入口４および液体流出口５を備
え、かつ上部空間１の下部および下部空間２の上
部にそれぞれ圧力導入口６，７を備えた本体８
と、上部空間１内に設けられたピストンヘツド１
０と、このピストンヘツド１０に連結され本体８
内の仕切板３に穿設された中心孔１１内を摺動可
能に設けられたピストンロツド１２と、ピストン
ヘツド１０の下面に密接しかつ周縁部が本体８に
固定されたダイアフラム１３と、ピストンロツド
１２の下端に連結され下部空間２内を摺動可能に
設けられた摺動円板１４と、前記圧力導入口６，
７のそれぞれに切換弁１５，１６を介して接続さ
れた空気圧供給源３７，３８および速度制御弁１
７，１８と、本体下端に設けられたストツパ２０
と、このストツパ２０の中央部にばね２１で常に
上方に付勢されるように貫通して設けられたガイ
ドピン２２と、このガイドピン２２の下端により
駆動されるスイツチ２３と、このスイツチ２３に
接続され前記切換弁１５，１６を開閉する弁制御
回路２４とを備えている。速度制御弁１７，１８
は逆止弁と絞り弁を並列に組み合わせ、空気の流
量を調節して空気圧シリンダの作動速度を制御す
るように構成されたものである。

液体は液体流入口４および液体流出口５を上端
に備えた上部空間１に導入され、排出される。ピ
ストンヘツド１０は液体の定量に応じた容積を有
しており、上部空間１に出入を繰り返し、液体の
入排出を行う。ピストンヘツド１０のつけ根と上
部空間１との間には、逆さや状に変形する筒型の
ダイアフラム１３が挾持されている。すなわちダ
イアフラム１３の周縁部は、上部空間１のほぼ中
央部またはほぼ中央部よりやや下側の本体８側壁
に固定されている。上部空間１を有する本体は、
上部空間１のほぼ上半分の定量室２５を有する挿
入部２６と、ほぼ下半分の空間を有する受け部２
７とに分割されており、受け部２７にダイアフラ
ム１３の周縁部を載置し、挿入部２６下端の鍔部
を挿入した後、リング状締具２８を締め込んで強
固に固定する。３０，３１はパツキングである。
一方、ダイアフラム１３の中心部は、ピストンヘ
ツド１０とピストンロツドに固定された円板３２
とによつて保持される。ダイアフラム１３は布で
裏貼りした底部を有する筒状のシート状のもの
で、ゴムまたは合成樹脂などの成形品からなり、
とくに変形に対し耐摩耗性に優れたテトラフルオ
ルエチレンとヘキサフルオルプロピレンとの共重
合物であるテフロン（ダウケミカル社登録商標）
などで構成するのが望ましい。本体８は前述のよ
うに、中央の仕切板３を挾んで上部空間１、下部
空間２を有し、それぞれの空間への圧力導入口
６，７が設けられており、仕切板３の中央にはピ
ストンロツド１２が貫通する孔が設けられ、パツ
キング３３，３４によつて上下の気密を保持して
いる。さらにピストンロツド１２の最下端には、
周縁にＯリングパツキング３５を有する摺動円板
１４が固定されている。また本体８の最下端部に
は、摺動円板１４が当接する位置に、ストツパ２
０が設けられており、さらに大気開放孔３６が設
けられている。以上の構成の装置は、圧力導入口
６，７から切換弁１５，１６を介して空気圧供給
源３７，３８および速度制御弁１７，１８によつ
て大気開放されている。

つぎに上記のように構成された本例の液体移送
装置の作用について詳細に説明する。第１図はピ
ストンヘツド１０、ピストンロツド１２、摺動円
板１４が最下死点に達した図であるが、休止状態
は第３図に示すように常に上死点に達した時であ
るように設定している。つまり圧力導入口６か
ら、空気圧供給源３７からの空気圧を導入し、ダ
イアフラム１３をピストンヘツド１０の外周縁お
よび定量室２５内の内壁に密着させ、0.3Kg／cm²
〜１Kg／cm²程度の比較的低圧力の一定圧の空気圧
を常に与えた状態にしている（第３図参照）。こ
の状態においては、速度制御弁１８を通じ圧力導
入口７は大気開放の状態になつている。このリセ
ツト状態から液体の定量を行うには、切換弁１
５，１６を同時に切り換えて圧力導入口６を速度
制御弁１７を介し大気開放へ、一方、圧力導入口
７は空気圧供給源３８に接続する。すなわち、分
析装置の定量開始指令により弁制御回路２４を作
動させ、切換弁１６を空気圧供給源３８へ、切換
弁１５を速度制御弁１７を介し大気開放へ切り換
えて、液体の吸引動作を行わせる。この場合、上
死点にあつた摺動円板１４を下方に押しやろうと
する力が働くが、速度制御弁１７の働きにより、
本体８の上部空間１内の空気は徐々に排出される
ため、下部空間２内の圧力と釣り合つた圧力のま
まであり、その圧力状態を維持しながら、ピスト
ンロツド１２が徐々に下方に移動する。すなわち
ダイアフラム１３には常に一定の圧力がかかつた
状態で下死点まで移動するために、ピストンヘツ
ド１０の周縁および定量室２５の内壁のいずれか
にダイアフラム１３が密着して、逆さや状の変形
を生ずる。第１図に示すように、ストツパ２０で
規制される下死点に達すると、もはやピストンロ
ツド１２は移動しない。ピストンロツド１２が下
死点に至ると、ガイドピン２２を下方に押し下げ
てスイツチ２３をオンさせ、弁制御回路２４を作
動させて再び切換弁１５，１６を切り換え、液体
の送り出しを行うようにピストンロツド１２およ
びピストンヘツド１０を上昇させ、上死点で空気
圧供給源からの圧力を保つたままで停止させる。
このときダイアフラム１３は緊張状態を維持し、
一方、液体流入口４には大気圧と等しい圧力しか
与えられておらず（試薬タンクの底部にパイプが
伸びていて試薬タンク自体は大気圧である）、し
たがつてダイアフラム１３の変形は生じない。こ
の場合、0.3Kg／cm²〜１Kg／cm²程度の比較的低い
圧力であることも好都合に作用している。切換弁
が切り換えられると、再び本体８の上部空間１に
は圧力が導入されるとともに、下部空間２は速度
制御弁１８により徐々に空気が大気に排出され
る。

［考案の効果］ 以上説明したように、本考案の液体移送装置
は、休止点を上死点とし速度制御弁を圧力の導入
側に設けずに排出側（大気開放側）に設けたもの
であり、とくに速度制御弁は単に通過空気の流通
速度を制御するのみならず、常に一定圧力の空気
圧をダイアフラムに与えてダイアフラムを常に緊
張させ、かついつも同じ変形を行わせるように構
成されているから、ダイアフラムとピストンヘツ
ドとで規制される定量室の空間は、定量動作を一
時中断しても変化せず、定量誤差を非常に小さく
することができ、さらに２重にするなどの複雑な
構成にする必要はなく、簡単な構造で高精度の定
量を行うことができる。またピストンロツドなど
移動する部分には液体が入つていないので、固
着、さび、漏れが生じることはなく、さらにピス
トンロツドの最下端が当接するストツパの中央部
に貫通する孔を設け、この孔にばねで付勢された
ガイドピンを通して、ガイドピンによりスイツチ
を作動させ、下死点に至つたことを検知して切換
弁を切り換えるようにしているので、前記構成と
相俟つて、多少の空圧源の圧力変動があつても、
確実に吸引排出動作を行うことができ、定量誤差
が生じないなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示すもので、第１図は
ピストンヘツドが下降した状態を示す断面説明
図、第２図は第１図におけるストツパの拡大断面
図、第３図はピストンヘツドが上昇した状態を示
す断面説明図である。 １……上部空間、２……下部空間、３……仕切
板、４……液体流入口、５……液体流出口、６，
７……圧力導入口、８……本体、１０……ピスト
ンヘツド、１１……中心孔、１２……ピストンロ
ツド、１３……ダイアフラム、１４……摺動円
板、１５，１６……切換弁、１７，１８……速度
制御弁、２０……ストツパ、２１……ばね、２２
……ガイドピン、２３……スイツチ、２４……弁
制御回路、２５……定量室、２６……挿入部、２
７……受け部、２８……リング状締具、３０，３
１……パツキング、３２……円板、３３，３４，
３５……パツキング、３６……大気開放孔、３
７，３８……空気圧供給源。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 上部空間１および下部空間２を形成させる仕切
   板３を有し、上部空間の上端に液体流入口４およ
   び液体流出口５を備え、かつ上部空間の下部およ
   び下部空間の上部にそれぞれ圧力導入口６，７を
   備えた本体８と、上部空間内に設けられたピスト
   ンヘツド１０と、このピストンヘツドに連結され
   本体内の仕切板に穿設された中心孔１１内を摺動
   可能に設けられたピストンロツド１２と、ピスト
   ンヘツドの下面に密接しかつ周縁部が本体に固定
   されたダイアフラム１３と、ピストンロツドの下
   端に連結され下部空間内を摺動可能に設けられた
   摺動円板１４と、前記圧力導入口６，７のそれぞ
   れに切換弁１５，１６を介して接続された空気圧
   供給源３７，３８および速度制御弁１７，１８
   と、本体下端に設けられたストツパ２０と、この
   ストツパの中央部にばね２１で常に上方に付勢さ
   れるように貫通して設けられたガイドピン２２
   と、このガイドピンの下端により駆動されるスイ
   ツチ２３と、このスイツチに接続され前記切換弁
   １５，１６を開閉する弁制御回路２４とを包含し
   てなることを特徴とする液体移送装置。