JPH077000B2 - オートディスペンサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、異なる直径及び長さサ
イズのシリンダ部の交換時に該シリンダ部のサイズを自
動的に識別検知することが可能な、オートディスペンサ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、試薬等の液体を分注するのに
使用するオートディスペンサとして種々の装置が開発さ
れている。

【０００３】例えば、液体を吸入する吸入管と液体を排
出する排出管とに択一的に切換連通する切換弁を介して
液体を吸入・排出するシリンジ装置と、前記切換弁の切
り換え動作を行う弁駆動機構と、前記シリンジ装置のピ
ストンの後退・前進動作を行うピストン駆動機構とを具
備してなる、装置が提案されている。

【０００４】前記装置は、前記シリンジ装置のシリンダ
部が交換可能で、使用容量に応じて異なる直径及び長さ
サイズのシリンダ部が取り付けられるようにしてある。
そして、前記シリンダ部の交換時には、前記ピストン駆
動機構を制御する、例えば、マイクロコンピュータから
なる制御手段等に、新たに交換したシリンダ部のサイズ
情報を入力しておく。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記装
置は、前記シリンダ部を装置枠体の前面パネルに浮かせ
た状態で取り付けており、新たに交換したシリンダ部の
サイズを機械的に検知する機構を装備することが構造的
にも、コスト的にも困難であった。また、シリンダ部は
透明又は透明に近い材料で形成されているため、光学的
にシリンダ部のサイズを検知することも困難であった。

【０００６】このため、シリンダ部の交換に際し、オペ
レータがシリンダ部のサイズの情報を手動でキー操作、
スイッチ操作して入力する必要があるが、交換する新た
なシリンダ部を、装置枠体にセットしていないのに、オ
ペレータが誤ってキー操作してシリンダ部のサイズ情報
を入力するおそれや、交換した新たなシリンダ部のサイ
ズと異なるサイズ情報を誤って入力するおそれがあっ
た。

【０００７】従って、本発明の目的は、自動的にシリン
ダ部のサイズを判定して、このサイズ情報を装置に入力
することが可能な、オートディスペンサを提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、装置枠体に液体を吸入・排出するシリン
ジ装置を装備したオートディスペンサにおいて、前記シ
リンジ装置のシリンダ部を、ベース板に取り付けて、該
ベース板とともに前記装置枠体に対して交換可能とし、
且つ、前記ベース板の所定部位に前記シリンダ部のサイ
ズを表すサイズ表示部を設け、また前記装置枠体の前記
ベース板が取り付けられる部位に、前記サイズ表示部を
検知する検知手段を設けたことを特徴とするオートディ
スペンサを提供するものである。

【０００９】

【作用】本発明によれば、シリンダ部をベース板ととも
に装置枠体に取り付けると、該装置枠体に設けた検知手
段が自動的に該ベース板に設けたサイズ表示部を検知す
る。

【００１０】したがって、例えば、前記検知手段を、シ
リンジ装置の制御手段であるマイクロコンピュータ等に
接続しておけば、異なるサイズのシリンダ部をベース板
とともに装置枠体に取り付けた段階で、特定のシリンダ
部のサイズを自動的に判定して、サイズ情報をマイクロ
コンピュータ等に入力することが可能である。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を説明する。

【００１２】尚、図１乃至図７は本発明のオートディス
ペンサの一実施例を示すもので、図１は正面図、図２は
側断面図、図３Ａは切換弁を吸入管側に切り換えたとき
の断面図、図３Ｂは切換弁を排出管側に切り換えたとき
の断面図、図４は制御手段部分のブロック図、図５はベ
ース板と該ベース板が取り付けられる装置枠体部分の分
解斜視図、図６Ａはシリンダ部と該シリンダ部を固定す
るクランパ片の分解斜視図、図６Ｂは図６Ａに示すクラ
ンパ片に介在させる補助スペーサの斜視図、図７Ａは検
知手段部分の側面図、図７Ｂは図７Ａと同様の側面図で
ある。

【００１３】（オートダイリュータ全体の概略）本実施
例のオートダイリュータは、図１及び図２に示すよう
に、切換弁２０を介して液体を吸入・排出するシリンジ
装置１０と、前記切換弁２０の切り換え動作を行う弁駆
動機構３０と、前記シリンジ装置１０のピストン１１の
後退・前進動作を行うピストン駆動機構４０と、前記弁
駆動機構３０のモータ３１と前記ピストン駆動機構４０
のステッピングモータ４１とを制御する、マイクロコン
ピュータを有した、制御手段５０（図４参照）とを具備
して構成されている。

【００１４】（シリンジ装置１０部分）前記シリンジ装
置１０は、例えば、図１、図２及び図５に示すように、
前記ピストン１１と、該ピストン１１が挿入される特定
のサイズ（特定の直径及び長さ）のシリンダ部１２と、
該シリンダ部１２の上端に設けたシリンジヘッド１３
と、シリンダカバー１４とを具備して構成される。この
シリンジ装置１０は、図５に示す如く、前記特定サイズ
のシリンダ部１２に対応する特定形状のシリンダサイズ
表示部８０（これについては後述する）を有する特定の
ベース板６０上に前記切換弁２０と共に装備され、該ベ
ース板６０を介して装置枠体７０の正面パネル７１の上
方位置に設けた台座７２上に、止めネジ６１により、交
換可能に取り付けられている。

【００１５】前記シリンダ部１２は、その下方部分が、
図６Ａに示すように、前記ベース板６０に固定される一
方のクランパ片６２ａと、該クランパ片６２ａに止めネ
ジ６３により固定される他方のクランパ片６２ｂとに挟
持された状態で前記ベース板６０上に固定されている。
なお、前記クランパ片６２ａ、６２ｂの凹部６２ａ′、
６２ｂ′の内径を最大径のシリンダ部１２に合わせて設
定しておき、図６Ｂに示す補助スペーサ６４を該凹部６
２ａ′、６２ｂ′内に付加するようにすれば、各種サイ
ズのシリンダ部１２に対応することが可能となる。この
場合、肉厚の異なる複数種類の補助スペーサ６４を準備
しておくことが望ましい。

【００１６】前記ベース板６０の背面には、図５、図７
Ａ及び図７Ｂに示すように、前記シリンダ部１２のサイ
ズ（即ちシリンダ部１２の直径及び長さ寸法）を表示す
る、平坦部８０ａ（図７Ａ参照）と凹部８０ｂ（図７Ｂ
参照）との組み合わせからなるサイズ表示部８０が設け
られ、また前記正面パネル７０の前記ベース板６０が取
り付けられる位置には、サイズ表示部８０を検知する、
検知手段としての二個のシリンダサイズセンサスイッチ
９０のピン９１ａ、９１ｂが、それぞれ前記平坦部８０
ａと前記凹部８０ｂに対向するようにして前記台座７２
から出没可能に設けられている。

【００１７】前記シリンダサイズセンサスイッチ９０
は、前記ピン９１ａ、９１ｂと、該ピンにより光が遮断
される、発光素子と受光素子との組み合わせからなる光
センサ９２ａ、９２ｂと、前記ピン９１ａ、９１ｂの復
帰用のスプリング９３とを具備して構成されている。

【００１８】前記ピン９１ａ、９１ｂは、図７Ａ及び図
７Ｂに示すように、前記正面パネル７１に設けた、貫通
する取り付け穴７１ａ内に、前記スプリング９３ととも
に配置され、また前記光センサ９２ａ、９２ｂは前記ピ
ン９１ａ、９１ｂの背後に位置するようにして前記正面
パネル７１の背面側に配置されている。

【００１９】前記平坦部８０ａと対向する側の前記ピン
９１ａは、前記ベース板６０の取り付け時に、該平坦部
８０ａにより押されて前記台座７２から前記取り付け穴
７１ａ内に後退し、該ピン９１ａの後部が正面パネル７
１の背面側に突出する。このとき、前記光センサ９２ａ
は、前記ピン９１ａの後部により光路を遮断され、その
出力はＬＯＷ状態となる。また、前記凹部８０ｂと対向
する側の前記ピン９１ｂは、前記ベース板６０の取り付
け時に、該凹部８０ｂ内に入り込み、前記光センサ９２
の方向へは何ら押し込まれない。従ってこのとき、前記
光センサ９２ｂは、前記ピン９１ｂにより光路を遮断さ
れず、その出力はＨＩＧＨ状態のままである。

【００２０】従って、ピン９１ａに対応する光センサ９
２ａのＬＯＷ状態及びピン９１ｂに対応する光センサ９
２ｂのＨＩＧＨ状態の組合わせにより、特定のシリンダ
サイズ表示部８０を有するベース板６０に取付けられた
シリンダ部１２の特定のサイズが自動的に検出されるこ
とになる。

【００２１】二個のシリンダサイズセンサスイッチ９０
により識別検知し得るシリンダサイズの種類について
は、上記の場合以外に、表示部８０において上記とは逆
にピン９１ａに対応する位置に凹部８０ｂを設けかつピ
ン９１ｂに対応する位置に平担部８０ａを設ける場合、
更には両ピン９１ａ、９１ｂに対応する位置に夫々凹部
８０ｂを設ける場合、更には両ピン９１ａ、９１ｂに対
応する位置に夫々平担部８０ａを設ける場合の合計４種
であるから、その識別数は４つである。つまり、４種の
異なるシリンダサイズのシリンダ部１２ａを夫々上記４
種のベース板６０に夫々個別に予じめ取付けておき、こ
れらを適宜択一的に台座７２に取付けるとき上記二個の
シリンダサイズセンサスイッチ９０の機能により自動的
にそのシリンダサイズが識別検知されるのである。すな
わち、前記シリンダサイズセンサスイッチ９０の個数を
ｎとすれば、前記シリンダ部１２のサイズの識別数は２
ⁿ個となる。

【００２２】なお、実際には全てのシリンダサイズセン
サスイッチ９０の出力がＬＯＷ状態の場合、この情報
を、前記シリンダ部１２のサイズの識別に使用せず、前
記シリンダ部１２の未装着を表示する情報として使用す
れば、その場合の識別数は２ⁿ−１個となる。

【００２３】前記シリンダサイズセンサスイッチ９０
は、図４に示すように、パラレルＩ／Ｏ５５を介して前
記制御手段５０を構成するマイクロコンピュータのＣＰ
Ｕに接続され、その出力（前記サイズ表示部を検知して
得たサイズ情報）を該ＣＰＵに送出するようにしてあ
る。

【００２４】（切換弁２０部分）前記切換弁２０は、例
えば、図１、図２、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、前
記ベース板６０上に、前記シリンジ装置１０の上端に位
置するようにして配置されるもので、左右側面に吸入管
２１と排出管２２がコネクタ２１ａ、２２ａを介して接
続され、底面に前記シリンジ装置１０のシリンジヘッド
１３が接続される弁ハウジング２３と、該弁ハウジング
２３内に回転自在に配置された回転弁体２４とから構成
されている。

【００２５】前記回転弁体２４は、全体Ｌ字形で互いに
連通する通路２４ａと２４ｂとを有しており、液体の吸
入時には、図３Ａに示すように、一方の通路２４ａが前
記吸入管２１側に、また他方の通路２４ｂが前記シリン
ジヘッド１３にそれぞれ連通する。この図３Ａに示す状
態は液体の吸入終了時まで続行する。また、液体の排出
時には、前記回転弁体２４は、図３Ａに示す状態から、
同図の反時計方向に９０度回転して、図３Ｂに示すよう
に、一方の通路２４ａが前記シリンジ１２のヘッド１３
に、また他方の通路２４ｂが前記排出管２２側にそれぞ
れ連通する。この図３Ｂに示す状態も液体の排出終了時
まで続行する。尚、前記回転弁体２４は耐薬品性のある
材料によって構成されているので、各種液体に適用する
ことができる。

【００２６】（弁駆動機構３０部分）前記弁駆動機構３
０は、例えば、図２に示すように、前記正面パネル７１
の背面側に配置された前記モータ３１と、減速機３２と
から構成され、該減速機３２の駆動軸（弁切換軸）３２
ａに前記回転弁体２４が連結され、該回転弁体２４を直
接回転駆動するようにしている。

【００２７】（ピストン駆動機構４０部分）前記ピスト
ン駆動機構４０は、例えば、図２に示すように、前記装
置枠体７０内の支持台７３に固定された前記ステッピン
グモータ４１と、前記正面パネル７１の背面側に起立し
た状態で回転自在に配置され、前記ステッピングモータ
４１からタイミングベルト４２を介して回転が伝達され
る駆動ネジ軸４３と、中心に該駆動ネジ軸４３と螺合貫
通される雌ネジ穴を有した移動体４４とを具備して構成
されている。

【００２８】前記移動体４４の周面には、前記正面パネ
ル７１に設けた上下方向のスリット７４から外に水平に
延びる連結アーム４５が固定され、該連結アーム４５の
先端に前記ピストン１１の下端部が連結されている。前
記移動体４４は、これにより回転運動しないように規制
され、前記駆動ネジ軸４３の回転時に、該駆動ネジ軸４
３に沿って昇降して前記ピストン１１を前進・後退（上
昇・下降）させるものである。すなわち、前記駆動ネジ
軸４３と前記移動体４４は、前記ステッピングモータ４
１の回転運動を上下方向の昇降運動（直線運動）に変換
する、回転−直線運動変換機構を構成している。

【００２９】なお、前記タイミングベルト４２は、前記
ステッピングモータ４１の駆動軸に固定したプーリ４６
と前記駆動ネジ軸４３の上端に固定したプーリ４７との
間に架け渡されている。

【００３０】（制御手段５０部分とオートデイスペンサ
の作用）前記制御手段５０は、図４に示すように、マイ
クロコンピュータにより、すなわちマイクロプロセッサ
（ＣＰＵ）５１とＲＯＭ５２とＲＡＭ５３とＩ／Ｏポー
ト５４等を具備して構成されており、該ＲＯＭ５２部分
に前記モータ３１、４１の制御プログラムが予め読み込
まれている。

【００３１】例えば、液体を吸引してこれを排出する場
合には、まず、制御手段５０のＣＰＵ５１からの指令に
より、Ｉ／Ｏポート５４を介してモータ３１の駆動回路
３１ａに、切換弁２０を吸入管２１側に切り換えるよう
に、駆動信号を出力する。これにより、モータ３１が作
動し、切換弁２０の回転弁体２４は、図３Ａに示すよう
に、一方の通路２４ａが吸入管２１側に、また他方の通
路２４ｂがシリンジヘッド１３にそれぞれ連通する位置
に切り換わる。この切り換え動作終了後に、ステッピン
グモータ４１の駆動回路４１ａに、ピストン１１を後退
（下降）させて前記シリンジ１２内に液体を吸引するよ
うに、制御信号を出力する。これにより、ステッピング
モータ４１は反時計方向に回転し、ピストン１１を下限
位置まで下降させ、シリンジ１２内に液体を所定量吸引
する。

【００３２】次いで、前記モータ３１の駆動回路３１ａ
に、前記切換弁２０を排出管２２側に切り換えるよう
に、駆動信号を出力する。これにより、モータ３１は前
回とは逆の方向に９０度回転し、切換弁２０の回転弁体
２４は、図３Ｂに示すように一方の通路２４ａが前記シ
リンダ部１２のヘッド１３に、また他方の通路２４ｂが
排出管２２側にそれぞれ連通する位置に切り換わる。こ
の切り換え動作終了後に、ステッピングモータ４１の駆
動回路４１ａに、ピストン１１を前進（上昇）させて前
記シリンダ部１２内の液体を排出するように、駆動信号
を出力する。これにより、ステッピングモータ４１は時
計方向に回転し、ピストン１１を上限位置まで上昇さ
せ、シリンダ部１２内の液体を排出管２２に排出する。

【００３３】（シリンジ装置１０の交換操作）異なった
サイズのシリンダ部１２と交換する場合は、ピストン１
１から連結アーム４５を外し、また切換弁２０から吸入
管２１、排出管２２を外し、この後、止めネジ６１を外
して、シリンジ装置１０及び切換弁２０をベース板６０
とともに正面パネル７１から外す。

【００３４】そして、その代わりに、異なったサイズの
シリンダ部１２を有したシリンジ装置１０と切換弁２０
とを装備したベース板６０を、止めネジ６１により正面
パネル７１に固定する。このベース板６０の背面には、
前述の如く、異なったサイズのシリンダ部１２のサイズ
情報を有するサイズ表示部８０が設けられており、正面
パネル７１への取付け時に該サイズ表示部８０が該正面
パネル７１側のシリンダサイズセンサスイッチ９０によ
り自動的に識別検知される。前記シリンダサイズセンサ
スイッチ９０の出力信号（サイズ情報）はパラレルＩ／
Ｏ５５を介してＣＰＵ５１に入力される。これにより、
交換したシリンダ部１２のサイズに応じて、制御手段５
０によりステッピングモータ４１等の制御がなされる。

【００３５】従って、オペレータが手動でキー操作、ス
イッチ操作してシリンダ部１２のサイズ情報を入力しな
くても済み、手間がかからず、シリンジ装置１０の交換
に要する時間を短縮できる。

【００３６】また、交換する新たなシリンダ部１２を、
正面パネル７１にセットしていないのに、誤ってキー操
作してシリンダ部１２のサイズ情報を入力するおそれ
や、交換した新たなシリンダ部１２のサイズと異なるサ
イズ情報を入力するおそれ等の誤操作を確実に防止する
ことが出来る。

【００３７】また、切換弁２０もベース板６０に装備し
ているので、多少の熟練を要する、切換弁２０とシリン
ダ部１２との接続作業をしなくても済み、手間がかから
ない上に、初心者であっても交換作業が行える。

【００３８】さらに、シリンダ部１２がベース板６０上
に固定されているので、動作が安定し、精度が向上し、
シリンダ部１２の寿命が向上する。また、シリンダ部１
２の移送、保管時に破損等のおそれがない。

【００３９】（他の実施例）図８は、前記サイズ表示部
８０の他の実施例を示している。このサイズ表示部８０
は、色、形状により光の反射率を変えて、シリンダ部１
２のサイズを表示するものである。検知手段としては、
発光素子と受光素子との組み合わせからなる光センサが
使用される。

【００４０】また、図９は前記シリンダサイズセンサス
イッチ９０の他の実施例を示すもので、光センサ９２の
代わりにマイクロスイッチ９４を使用するものである。

【００４１】本発明は、前記実施例に示すものに限定さ
れるものではなく、要はベース板の所定部位にシリンダ
部のサイズを表すサイズ表示部を設け、また装置枠体の
ベース板が取り付けられる部位に、サイズ表示部を検知
する検知手段を設けてあればよい。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、自
動的にシリンダ部のサイズを判定して、このサイズ情報
を装置に入力することが可能である。従って、シリンダ
部のサイズ情報を誤って入力する等のおそれがなく、ま
たシリンダ部の交換作業が容易で、短時間で行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のオートディスペンサの一実施例を示す
正面図である。

【図２】同側断面図である。

【図３】図３Ａは切換弁を吸入管側に切り換えたときの
断面図である。図３Ｂは切換弁を排出管側に切り換えた
ときの断面図である。

【図４】制御手段部分のブロック図である。

【図５】ベース板と該ベース板が取り付けられる装置枠
体部分の分解斜視図である。

【図６】図６Ａはシリンダ部と該シリンダ部を固定する
クランパ片の分解斜視図である。図６Ｂは図６Ａに示す
クランパ片に介在させる補助スペーサの斜視図である。

【図７】図７Ａは検知手段部分の側面図である。図７Ｂ
は図７Ａと同様の側面図である。

【図８】サイズ表示部の他の実施例を示す側面図であ
る。

【図９】検知手段の他の実施例を示す側面図である。

【符号の説明】

１０ シリンジ装置 １１ ピストン １２ シリンダ部 ２０ 切換弁 ５０ 制御手段 ６０ ベース板 ６２ａ、６２ｂ クランパ片 ７０ 装置枠体 ７１ 正面パネル ８０ サイズ表示部 ８０ａ 平坦部 ８０ｂ 凹部 ９０ 検知手段（シリンダサイズセンサスイッチ） ９１ａ、９１ｂ ピン ９２ａ、９２ｂ 光センサ ９４ マイクロスイッチ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 装置枠体に液体を吸入・排出するシリン
   ジ装置を装備したオートディスペンサにおいて、 前記シリンジ装置のシリンダ部を、ベース板に取り付け
   て、該ベース板とともに前記装置枠体に対して交換可能
   とし、且つ、前記ベース板の所定部位に、前記シリンダ
   部のサイズを表すサイズ表示部を設け、また前記装置枠
   体の前記ベース板が取り付けられる部位に、前記サイズ
   表示部を検知する検知手段を設けたことを特徴とするオ
   ートディスペンサ。
2. 【請求項２】 装置枠体に液体を吸入する吸入管と液体
   を排出する排出管とに択一的に切換連通する切換弁を介
   して液体を吸入・排出するシリンジ装置を装備したオー
   トディスペンサにおいて、 前記シリンジ装置のシリンダ部と前記切換弁とを、ベー
   ス板に取り付けて、該ベース板とともに前記装置枠体に
   対して交換可能とし、且つ、前記ベース板の所定部位に
   前記シリンダ部のサイズを表すサイズ表示部を設け、ま
   た前記装置枠体の前記ベース板が取り付けられる部位
   に、前記サイズ表示部を検知する検知手段を設けたこと
   を特徴とするオートディスペンサ。
3. 【請求項３】 前記シリンダ部の下位部分をクランパに
   より前記ベース板に固定することを特徴とする請求項１
   又は２記載のオートディスペンサ。