JPH073326Y2 - 試料撹拌・吸引装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、試料分析装置において、密封容器から試料を
吸引する際に、前もって密封容器を繰り返し転倒させる
ことにより、密封容器内の試料を攪拌する試料攪拌・吸
引装置に関するものである。

〔従来の技術〕

密封容器内の試料を攪拌し吸引する装置として、実開昭
59-142752号公報に記載されたものがある。この公報に
は、モータの軸と回転体の軸を偏心させ、回転体を偏心
運動させることにより血液を攪拌した後、栓にサンプリ
ングノズルを突き刺し、血液を吸引する装置が記載され
ている。この装置の場合、容器内の試料が少量である場
合には比較的良好に攪拌できるものの、容器内の試料が
多い場合には攪拌が不充分となる。

容器内の試料の多少にかかわらず、常に良好な攪拌を行
うためには、容器を繰り返し転倒させるのが効率的であ
る。容器を転倒させることにより容器内の試料を攪拌す
るものとして、次のようなものがある。

（ａ）観覧車状の架台に放射状に容器をセットし、架台
を回転させることにより試料の攪拌を行った後、栓にサ
ンプリングノズルを突き刺し試料を吸引する、米国特許
第4475411号公報に記載された装置。

（ｂ）密封容器の架台を揺動させることにより、試料の
攪拌を行った後、栓にサンプリングノズルを突き刺し試
料を吸引する、特表昭61-500184号公報に記載された装
置。

（ｃ）架台に立てられた密封容器を前進したハンドによ
り掴み、引き上げ、往復回転運動させることにより試料
の攪拌を行い、その後、試料容器をさらに移動させ、密
栓部を斜め下にした状態で保持し、密栓部に針状の細管
を突き刺し試料を吸引する、特開昭63-187158号公報に
記載された装置。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記の従来技術には次のような問題点が
ある。

（ａ）は、観覧車状の架台を回転させるため装置が大き
くなってしまう。また、試料である血液は採血所にて採
取されるのであるが、検体数が多い場合には、試験管立
て等に順序よく立てられた状態で検査場所まで運ばれて
来て、試料分析装置にて測定される。このため、（ａ）
の装置においては、試料容器を試験管立てから抜き、改
めて架台に装着し直さなければならず面倒である。例え
ば、実開昭60-15434号公報には、試料容器を一列に10本
程度装着するようにした試験管立て状の架台が示されて
いる。この架台は、採血時には容器立てとして使用で
き、持ち運びにも便利であり、上記公報に記載されてい
るように、そのまま架台の供給装置（サンプラ）に供す
ることのできる便利なものであり、この分野において広
く用いられている。よって、試料容器を試験管立て状の
架台に装着したまま、試料の攪拌や吸引を行うことがで
きれば大変便利である。

（ｂ）、（ｃ）においては、密封容器を試験管立て状の
架台に装着したままの状態で装置に供することができ、
自動的に試料の攪拌・吸引がなされる。ところが、
（ｂ）の場合は、攪拌が揺動によるものであるので、攪
拌に時間がかかる等効率的な攪拌が行えないという問題
があり、（ｃ）の場合は、試料容器の保持や移動のた
め、構成が複雑となっている。

本考案は以上の点に鑑み、簡易な構成で、かつ、小さな
駆動源で効率良く試料の攪拌・吸引を行うことができる
試料攪拌・吸引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〕

上記の目的を達成するために、本考案の試料攪拌・吸引
装置は、図面に示すように、密封容器を転倒させて、該
密封容器内の試料を攪拌し、栓部を底部よりも下方に位
置させ、底部に当接部材を当接し、栓部側から針状の細
管を突き刺して密封容器内の試料を吸引する装置におい
て、固定部材51に取り付けられた第１の軸38と、この第
１の軸38に回転可能に取り付けられ、密封容器10の底部
が嵌まる窪み37が設けられた当接部材36と、この当接部
材36に取り付けられた第２の軸42と、固定部材51に取り
付けられ、往復直線移動する可動部64を有する駆動源62
と、この駆動源62の可動部64に取り付けられ往復直線移
動する移動部材66と、この移動部材66に取り付けられた
第３の軸46と、第２の軸42と第３の軸46に対し回転可能
に両者を連結する連結部材50とを包含し、当接部材36が
移動可能となっていることを特徴とするものである。

〔作用〕

第１の軸38は固定軸であり、第３の軸46は駆動源62によ
り往復直線移動させられる移動軸である。第１の軸38と
第２の軸42とは当接部材36に設けられ、第２の軸42と第
３の軸46とは連結部材50で連結されている。よって、駆
動源62により第３の軸46を第１の軸38に近づけたり遠ざ
けたりすることにより、第２図、第３図に示すように、
当接部材36を第１の軸38を中心にして回転移動すること
ができる。このため、密封容器10を転倒移動させて攪拌
する際には、第２図に示すように邪魔にならないよう
に、当接部材36を密封容器10の移動領域外に配置させて
おき、試料吸引の際には、第３図に示すように、密封容
器10の移動領域内に移動させ、密封容器10の底部に当接
させて密封容器10を支えることができる。

吸引状態において、第３図に示すように、第１の軸38、
第３の軸46、第２の軸42がなす角を90度に近くすること
で、吸引用の細管86が栓12を突き刺す際に、密封容器10
の底部から当接部材36にかかる力のうち、第３の軸46を
逆方向に押し戻すために作用する力を小さくすることが
できる。このため、小さな駆動源でその力を支えること
ができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本考案の好適な実施例を詳細に説
明する。ただしこの実施例に記載されている構成機器の
材質、形状、その相対配置などは、とくに特定的な記載
がない限りは、本考案の範囲をそれらのみに限定する趣
旨のものではなく、単なる説明例にすぎない。

第１図は本考案の試料攪拌・吸引装置の一実施例を示す
左側面図である。10は内部に試料として、例えば血液が
入れられ、上部開口部がゴム製の栓部12により密封され
た密封容器を示している。密封容器10は試験管立て状の
ラック14に装着されている。ラック14は、第１図におい
て紙面表側から紙面裏側に間欠的に移動するようになっ
ている。

16は密封容器10の保持手段を示している。保持手段16
は、一例として保持部材22と板バネ32とにより密封容器
10を保持している。保持部材22の孔24に密封容器10の栓
部12が嵌まり込んでいる。板バネ32は密封容器10の栓部
12の下部を左右から挾んでいる。板バネ32は移動部材28
に取り付けられ、この移動部材28は保持部材22に取り付
けられた軸26をガイドとし、エアーシリンダのピストン
等の往復直線移動可能な可動部30に取り付けられ、前後
に移動できるようになっている。保持手段16はカバー18
で覆われ、密封容器10の栓部12の位置には孔20が設けら
れている。可動部30が第１図における左方向に伸びた
時、板バネ32は密封容器10を掴み、第１図における右方
向に縮んだ時、板バネ32は密封容器10をはなす。

保持手段16は上下に往復直線移動でき、かつ、軸34を中
心とする回転移動ができる。第１図において一点鎖線で
示すＡ、Ｂは、密封容器10の中心部が描く軸跡を示して
いる。一点鎖線Ｃは保持手段16の、軸34から最も遠い部
分が描く軌跡を示している。板バネ32が右に後退した状
態で、保持手段16が上から下降する。ラック14に装着さ
れた密封容器10の栓部12が保持手段16の孔24に嵌まった
後、板バネ32が左に前進し密封容器10を掴む。

保持手段16が上昇することにより、密封容器10がラック
14から抜き出される。密封容器10を保持した保持手段16
は、軸34を中心として第１図において時計方向に135度
回転する。次に反時計方向に135度逆回転する。この正
逆回転を複数回、例えば10回繰り返すことにより、密封
容器10は転倒されることになり、内部の試料は量の多少
にかかわらず良好に攪拌される。なお、一方向には１秒
程かけて回転する。

密封容器10は所定回数正逆回転された後、栓部12を底部
よりも下にし、斜め45度の状態で停止する。次に当接部
材36が下降して密封容器10の底部に当接し、栓部12に注
射針状の細管86が突き刺され試料が吸引される。

第２図、第３図は当接部材36の動きを示した図であり、
第２図、第３図はそれぞれ密封容器10が攪拌状態である
とき、試料吸引状態にあるときを示している。38、42、
46はそれぞれ第１、第２、第３の軸を示している。第１
の軸38は固定された軸である。第３の軸46は第２図及び
第３図における左右方向に往復直線移動する軸である。
第２の軸42は、第１の軸38、第３の軸46の位置関係によ
り位置が決まる軸である。

当接部材36を移動させるための具体的な構成を説明す
る。第４図は当接部材36の移動手段35の一例を示す左側
面図である。第５図は第４図の縦断面図である。51は固
定部材であり、この固定部材51の下部に支持部材52、5
4、55が左から順番に取り付けられている。支持部材5
2、54には２本の軸58、60が平行に取り付けられてい
る。支持部材52、54の間には、軸58、60に沿って左右に
移動することができる移動部材66が配置されている。移
動部材66の貫通孔72に、スライドブッシュ74a、74bを介
して軸58が通され、切り欠き76には軸60が通されてい
る。支持部材54にはエアシリンダ等の駆動源62が取り付
けられている。支持部材54には、駆動源62の可動部64で
あるピストンが内部を移動するための貫通孔56が設けら
れている。可動部64の先にはフローティングジョイント
68が取り付けられ、このフローティングジョイント68は
止めネジ70により移動部材66に取り付けられている。駆
動源62、例えばエアシリンダの可動部64、例えばピスト
ンが左右に伸縮することにより、移動部材66は軸58、60
に沿って左右に往復直線移動することができる。第４図
の２点鎖線は、移動部材66の最左位置を示している。

支持部材55に軸38を中心とする蝶番40の一端が、移動部
材66に軸46を中心とする蝶番48の一端が取り付けられて
いる。蝶番40の他端には当接部材36が、蝶番48の他端に
は連結部材50が取り付けられている。当接部材36、連結
部材50には、軸42を中心とする蝶番44のそれぞれ一端、
他端が取り付けられる。軸38、42、46をそれぞれ第１の
軸、第２の軸、第３の軸と呼ぶことにする。第１の軸38
は装置本体である固定部材51に固定された軸である。第
３の軸46は移動部材66とともに第４図における左右方向
に往復直線移動する軸である。第２の軸42の位置は第３
の軸46の位置により決まる。移動部材66には板状の部材
78が取り付けられ、支持部材52、54にそれぞれセンサ8
0、82が取り付けられており、板状の部材78がセンサ80
又は82の検知領域を遮光することにより、移動部材66が
所定位置（第２図、第３図に示す状態）にあることが検
知される。

第１図に示すように、斜め45度に配置され底部に当接部
材36が配置された密封容器10は、吸引手段84により容器
内の血液試料が一定量吸引されることになる。先端が針
状となった細管86が保持具88に接合され、この保持具88
がさらに固定具89により保持具92に保持されている。こ
の保持具92にはモータ98の軸に取り付けられたピニオン
100とかみ合うラック96が取り付けられている。このた
め、モータ98の動作により細管86が前後に移動させられ
る。細管86は、内部が細管86の洗浄用に空洞となった洗
浄槽102を貫通し、栓部12を突き刺し密封容器10内に侵
入する。細管86に接続された定量装置（図示せず）が動
作して、一定量の試料が細管86から吸引される。試料の
吸引が終れば、細管86の先端は洗浄槽102内に引き入れ
られ、吸引手段84は軸104を中心として反時計方向に135
度回転される。再び細管86が前進し、先程吸引した一定
量の試料と一定量の希釈液とが混合槽106内に吐出され
る。密封容器10は軸34を中心として反時計方向に135度
回転され、下方に移動されてラック14に元通り装着され
る。

このようにして、ラック14に装着された密封容器10は、
保持手段16により抜き出され転倒攪拌された後、底部に
当接部材36が当接され栓部12に細管86が突き刺され試料
が吸引される。密封容器は上下の往復直線移動及び正逆
の回転移動されるだけであり、従来の装置と比べると構
成が簡単になっている。

ところで、試料吸引の際には、細管86でゴム製の栓部12
を突き破るために大きな力が必要である。例えば6kgの
力が必要だとする。それに相当する力が反作用として密
封容器の底部から当接部材36にかかる。したがって、当
接部材36はその力に耐えて密封容器の底部に当接したま
までならなければならない。当接部材36は第４図及び第
５図に示すように、エアシリンダ等の駆動源62で駆動さ
れるので、単純に考えれば6kg以上の力に耐えうる力を
有する駆動源が必要となる。しかし、本考案において
は、それ以下の例えば2kg程度の力を有する駆動源62で
当接部材36を駆動し、試料吸引時の力に耐えるように構
成されている。

その理由を第６図を参照しながら説明する。第６図は当
接部材36にかかる力を示した図である。第３の軸46が他
の軸38、42となす角をα、第２の軸42が他の軸38、46と
なす角をβとする。この実施例ではα＝69度、β＝76度
となっている。当接部材36が密封容器10の底部からほぼ
垂直に力を受けているとする。そして、第１の軸38を支
点とするてこの作用により第２の軸42に第１の軸38、第
２の軸42を結ぶ線分と垂直の方向に力F₁が作用している
とする。この力F₁は２つの力F₂、F₃に分解することがで
きる。このうち、力F₂はそのまま第２の軸42から第３の
軸46にかかる。力F₂はさらに力F₄とF₅とに分解すること
ができる。力F₄は第３の軸46の移動方向と垂直の方向と
に作用し、力F₅は第３の軸46の移動方向に作用する。力
F₄は第４図を見ればわかるように、第３の軸46からその
まま移動部材66にかかり、ガイド軸58からの反作用によ
り構造的にバランスしている。一方、力F₅は駆動源62に
より右端に位置させられている移動部材66を左の方向に
押し戻そうと作用する。実際には、力F₄に比例する摩擦
力が、力F₅と逆の方向に作用するので、力F₅からその摩
擦力を引いた力以上の力を駆動源62が有していれば、移
動部材66は押し戻されることはない。このように、密封
容器の底部から当接部材36にかかる力をうち、一部を構
造力学的に吸収しているので、当接部材36の駆動源は小
さな力を有するものでも充分耐えることができる。角度
αが90度の場合には、すべての力を構造力学的に吸収す
ることができる。αが小さくなるにつれて、吸収する力
が小さくなり力F₅が大きくなる。本実施例においては、
内径12mmのエアシリンダ（供給する空気圧が2kg/cm²の
場合、駆動力は約2.3kg）で充分使用することができ
た。

〔考案の効果〕

本考案は上記のように構成されているので、つぎのよう
な効果を奏する。

（１）保持した密封容器を往復直線移動及び正逆回転移
動のような簡単な移動をさせるだけで、試料の攪拌・吸
引を良好に行うことができる。

（２）（１）のように構成されているので、構造が簡単
である。

（３）密封容器の底部に当接させるための当接部材は、
攪拌時には密封容器の移動に邪魔にならない場所に配置
されており、吸引時には移動されて密封容器の底部に良
好に当接させることができる。

（４）小さな駆動源で吸引用細管を栓部に突き刺す際に
発生する力に充分耐えることができ、試料の吸引を良好
に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の試料攪拌・吸引装置の一実施例を示す
左側面説明図、第２図は試料攪拌状態における当接部材
まわりの説明図、第３図は試料吸引状態における当接部
材まわりの説明図、第４図は当接部材の移動手段まわり
の一例を示す左側面説明図、第５図はその縦断面説明
図、第６図は当接部材に作用する力を示す説明図であ
る。 10……密封容器、12……栓部、14……ラック、16……保
持手段、18……カバー、20……孔、22……保持部材、24
……孔、26……軸、28……移動部材、30……可動部、32
……板バネ、34……軸、35……移動手段、36……当接部
材、37……窪み、38……第１の軸、40……蝶番、42……
第２の軸、44……蝶番、46……第３の軸、48……蝶番、
50……連結部材、51……固定部材、52、54、55……支持
部材、56……貫通孔、58、60……軸、62……駆動源、64
……可動部、66……移動部材、68……フローティングジ
ョイント、70……止めネジ、72……貫通孔、74a、74b…
…スライドブッシュ、76……切り欠き、78……板状の部
材、80、82……センサ、84……吸引手段、86……細管、
88……保持具、89……固定具、92……保持具、96……ラ
ック、98……モータ、100……ピニオン、102……洗浄
槽、104……軸、106……混合槽

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】密封容器を転倒させて、該密封容器内の試
   料を攪拌し、栓部を底部よりも下方に位置させ、底部に
   当接部材を当接し、栓部側から針状の細管を突き刺して
   密封容器内の試料を吸引する装置において、固定部材
   （51）に取り付けられた第１の軸（38）と、この第１の
   軸（38）に回転可能に取り付けられ、密封容器（10）の
   底部が嵌まる窪み（37）が設けられた当接部材（36）
   と、この当接部材（36）に取り付けられた第２の軸（4
   2）と、固定部材（51）に取り付けられ、往復直線移動
   する可動部（64）を有する駆動源（62）と、この駆動源
   （62）の可動部（64）に取り付けられ往復直線移動する
   移動部材（66）と、この移動部材（66）に取り付けられ
   た第３の軸（46）と、第２の軸（42）と第３の軸（46）
   に対し回転可能に両者を連結する連結部材（50）とを包
   含することを特徴とする試料攪拌・吸引装置。