JPH0921730A

JPH0921730A - 医療用分析機の分注ノズル洗浄装置

Info

Publication number: JPH0921730A
Application number: JP7172227A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Chiba; 俊彦千葉; Yoshie Takao; 良依高尾
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1995-07-07
Filing date: 1995-07-07
Publication date: 1997-01-21

Abstract

(57)【要約】【課題】キャビテーション腐食により、分注ノズルの内
表面が損傷することなく、試料中の鉄分分析の測定精度
を確保し、高度の耐久性をもつ分注ノズルを備えた医療
用分析機の分注ノズル洗浄装置を提供する。【解決手段】圧電素子７に交番電圧を印加することによ
って振動を発生する超音波振動子４と、超音波振動子４
にその振動方向と垂直に支持された分注ノズル１と、分
注ノズル１の先端を浸漬する洗浄槽１３と、洗浄槽１３
に洗浄水を供給する洗浄水供給機構１１とを備えた医療
用分析機の分注ノズル洗浄装置において、分注ノズル１
の少なくとも一部が、耐キャビテーション腐食性の高い
材料からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波振動により
分注ノズルを洗浄する医療用分析機の分注ノズル洗浄装
置に係わり、詳しくは分注ノズルの耐久性に関する。

【０００２】

【従来の技術】分注ノズルで、試薬や検体等の試料を吸
引並びに吐出する医療用分析機では、分注ノズルで試料
を吸引した後、次の試料への前回の試料の混入を防ぐた
めに、分注ノズルの内外面の洗浄を行うことが必要であ
る。従来、この種の分注ノズルの洗浄には、一般にイオ
ン交換水や洗剤等の洗浄水によって行われている。しか
し、最近では、分注ノズルの外面に洗浄水を掛け流しし
ながら、かつ分注ノズル内にも洗浄水を流しつつ超音波
振動を直接分注ノズルに与えて、分注ノズルを洗浄する
医療用分析機の分注ノズル洗浄装置が開発されている。
この種の装置には、例えば本出願人より提案された特開
平５−１９８３号所載の技術が開示されている。以下、
この従来技術について説明する。

【０００３】上記従来技術では、ランジュバン振動子や
バイモルフ振動子に電圧を印加して超音波振動を発生さ
せ、その超音波振動を分注ノズルに伝達し、分注ノズル
に縦振動もしくは横振動を発生させて分注ノズルの洗浄
を行う数種類の実施例が開示されている。これらの実施
例中より、ランジュバン振動子により分注ノズルに横振
動を与え、分注ノズルを洗浄する技術を取り上げる。

【０００４】図１４において、多数の分注ノズル１０１
が一対の振動板２により挟持され、所定のボルト３を介
して３個のランジュバン振動子４の一方の共振器５に接
続されている。分注ノズル１０１の上端部は、図示を省
略したチューブに接続され、さらにそのチューブは、洗
浄水を供給する図示を省略した往復動ポンプに接続され
ている。その往復動ポンプの動作により試薬等の吸引、
吐出が行われ、必要時には洗浄水が供給される。

【０００５】６は他方の共振器、７は圧電素子、８は共
振器５、６により圧電素子７を加圧保持するための固定
ボルト、９は圧電素子７に図示を省略した電源回路から
の電圧を印加する印加コードである。ランジュバン振動
子４は、図示を省略した電源回路から印加コード９を介
して所定の共振周波数の正弦波の電圧が印加され、超音
波振動を発生させる。さらに、上記構成の部分は、図示
を省略した搬送装置により、試薬等の吸引、吐出位置、
そして分注ノズル１０１の洗浄位置（以下に説明する洗
浄部１０の上方）に移動自在であり、各位置でも上下動
自在に構成されている。

【０００６】分注ノズル１０１の洗浄位置での分注ノズ
ル１０１の下方には、洗浄部１０が配置され、洗浄部１
０は洗浄水供給パイプ１１を介して図示を省略した洗浄
水供給装置により供給される洗浄水１２を収容する洗浄
槽１３と、洗浄済の廃液を排水パイプ（図示省略）に案
内する廃液槽１４とを備えている。

【０００７】上記構成の分注ノズル１０１の洗浄装置で
は、分注ノズル１０１は、試薬等を吸引、吐出したの
ち、洗浄部１０の上方へ搬送され、分注ノズル１０１の
先端部が洗浄槽１３の洗浄水１２内に浸る位置まで降下
される。その状態で、分注ノズル１０１の上端部に接続
された図示を省略したチューブから洗浄水が供給される
とともに、洗浄水供給パイプ１１より洗浄槽１３に洗浄
水１２が供給され、かつ同時ランジュバン振動子４に電
圧が印加され、分注ノズル１０１を超音波振動させる。
分注ノズル１０１は、図に示す矢印ωの方向に横振動
し、この超音波振動により分注ノズル１０１の内外面に
付着した試料は、分注ノズル１０１表面から剥離され、
洗浄水により洗い流される。所定時間洗浄を行った後、
超音波振動を停止しかつ洗浄水の供給も停止し、分注ノ
ズル１０１は洗浄槽１３から上方に引き上げられ、次の
試料の吸引、吐出動作に進む。

【０００８】なお、上記分注ノズル１０１の材質は、耐
蝕性に優れたステンレス鋼が用いられることが多い。分
注ノズルがステンレス製であることは、本出願人より提
案された特開平５−８７７０３号公報に開示されてい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、分
注ノズル１０１はランジュバン振動子４の振動方向と垂
直に配設されているため、ランジュバン振動子４の振動
によって、分注ノズル１０１は径方向（図１４の矢印ω
の方向）に高速で振られ、屈曲振動する。上記の説明で
は、一次の屈曲振動の場合を説明したが、各構成要素の
設計によっては、高次の屈曲振動の場合もある。分注ノ
ズル１０１に付着した検体および試薬残りの汚れは、強
力な屈曲振動の加速度によって、分注ノズル１０１の表
面から引き剥がされ、洗浄水の流れにより外部に放出さ
れる。また、分注ノズル１０１自体が振動するため、分
注ノズル１０１内側の表面から超音波振動が内部の洗浄
水に放射され、強力なキャビテーションを起こし、分注
ノズル１０１の内面においても、良好な洗浄効果を得る
ことができる。

【００１０】しかるに、超音波振動による強力なキャビ
テーションは、頑固に付着した試薬等の汚れを剥離させ
るばかりではなく、分注ノズル１０１の内面をもキャビ
テーション腐食により損傷させる。キャビテーション腐
食によって、分注ノズル１０１の内表面から金属組織が
剥離され、金属粉として洗浄水に混入し、その殆どは洗
浄水とともに分注ノズル１０１の外へ洗い流される。し
かし、金属粉のごく一部は、分注ノズル１０１の内面に
付着して残り、試料中の鉄分を分析する場合には、この
金属粉が測定精度を悪化させる要因となるという問題点
があった。

【００１１】また、特に分注ノズル１０１の先端部は、
その構造上もっとも屈曲振動の振幅が大きいため、キャ
ビテーション腐食による損傷の進みも速い。そのため、
ある期間使用すると、そのキャビテーション腐食による
損傷のために分注ノズル１０１の先端部の側面に穴が開
き始めてくる。この分注ノズル１０１側面の穴により、
分注ノズル１０１に吸引した試料を所定量吐出しようと
した場合、分注ノズル１０１の側面に開いた穴からも試
料が漏れ、その漏れた試料は分注ノズル１０１の側面に
残るため、分注精度が悪化し、その結果医療用分析機と
しての測定精度を悪化させるという問題点が発生してい
た。

【００１２】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、請求項１、２または３に係る発明の目的
は、キャビテーション腐食により、分注ノズルの内表面
が損傷することなく、試料中の鉄分分析の測定精度を確
保し、高度の耐久性をもつ分注ノズルを備えた医療用分
析機の分注ノズル洗浄装置を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１、２または３に係る発明は、圧電素子に交
番電圧を印加することによって振動を発生する超音波振
動子と、該超音波振動子にその振動方向と垂直に支持さ
れた分注ノズルと、該分注ノズルの先端を浸漬する洗浄
槽と、該洗浄槽に洗浄水を供給する洗浄水供給機構とを
備えた医療用分析機の分注ノズル洗浄装置において、前
記分注ノズルの少なくとも一部が、耐キャビテーション
腐食性の高い材料からなることを特徴とする。

【００１４】請求項１、２または３に係る発明の作用で
は、分注ノズルの少なくとも一部を、耐キャビテーショ
ン腐食性の高い材料から形成したことにより、超音波振
動子からの振動で、分注ノズル内に発生するキャビテー
ションにより、分注ノズルの内面が損傷することはな
い。請求項２に係る発明によれば、上記作用に加え、分
注ノズルの内面のみを耐キャビテーション腐食性の高い
材料で形成することにより、材料が少量で済む。請求項
３に係る発明によれば、上記作用に加え、分注ノズルの
先端を耐キャビテーション腐食性の高い材料で形成する
ことにより、材料が少量で済む上に工作が容易となり、
さまざまな仕様の先端形状を具現する。

【００１５】

【発明の実施の形態】

（発明の第１の実施の形態）図１〜図２は発明の第１の
実施の形態を示し、図１は医療用分析機の分注ノズル洗
浄装置の概略構成図、図２は分注ノズルの縦断面図であ
る。本発明の実施例の形態の医療用分析機の分注ノズル
洗浄装置の基本構成は、従来技術と同様のため、同一の
部材には同一の符号を付し説明を省略する。

【００１６】図１において、多数の分注ノズル１が一対
の振動板２により挟持され、所定のボルト３を介して３
個のランジュバン振動子４の一方の共振器５に接続され
ている。他の部材の構成および作用は従来技術と同様の
ため説明を省略する。

【００１７】分注ノズル１は、図２に示すように、先端
部１６がテ−パ状の管状体である。分注ノズル１は、耐
キャビテーション腐食性の高い材料のパイプ材を所定の
長さに切断し、先端部１６をテーパ状に絞り加工して形
成したものである。耐キャビテーション腐食性の高い材
料として、ＷＣ−Ｃｏ系等の超硬合金、Ｔｉ−６Ａｌ−
４Ｖ等のチタン合金、ＳＵＳ６３１，ＳＵＳ６３０等の
析出硬化型ステンレス鋼、アルミナ，ジルコニア等のセ
ラミクスが挙げられる。これらの材料から、各材料の加
工性、材料特性、および分注ノズルに求められる機械的
性質により適宜選定して用いる。なお、耐キャビテーシ
ョン腐食性の高い材料とは、上記のものに限定されるも
のではなく、他の高硬度で疲労強度の高い材料を用いて
もよい。キャビテーション腐食に対する損傷の強さは、
概略硬度の２．５乗に比例し、同じ硬度ならば疲労強度
が高い材料ほど損傷に対する強さが大きいことが知られ
ている（機械設計便覧第３版、９７４頁左側８〜９
行、平成４年３月１０日発行、発行所丸善）。

【００１８】本発明の実施例の形態によれば、ランジュ
バン振動子４により超音波振動を与えられ、分注ノズル
が屈曲振動して発生するキャビテーションにより、分注
ノズル１が損傷することはない。従って、分注ノズル１
の先端部１６の側面にキャビテーション腐食による損傷
により穴が開き、その穴から試料等が洩れることで分注
精度を悪化させ、最終的には分析精度を低下させるとい
う問題を発生することはない。また、キャビテーション
により、分注ノズル１内面から金属組織が剥離し、その
金属粉により試料の鉄分を分析する場合に、分析精度に
悪影響を与えることはない。また、分注ノズル１はキャ
ビテーションにより損傷することはないため、外力によ
り損傷する以外は、半永久的に使用することが可能であ
る。

【００１９】本発明の実施例の形態では、分注ノズル１
は耐キャビテーション腐食性の高い材料のパイプを所定
の長さに切断した後、先端部１６を絞り加工によりテー
パに形成したが、これに替えて、材料の加工性によって
は、棒材から削り出しても構わない。また、形状もテー
パに限定されるものではなく、ストレート形状でも段付
き形状でもよい。また、本発明の実施例の形態では、ラ
ンジュバン振動子４を用いる説明したが、これに限定さ
れるものではなく、分注ノズル１に屈曲振動を与える超
音波振動子であればよく、分注ノズル１の支持機構等を
変更してバイモルフ振動子を用いても構わない。さら
に、本発明の実施例の形態では、複数の分注ノズル１と
３本のランジュバン振動子４で構成する分注ノズル洗浄
装置について説明したが、それぞれの数に限定されるも
のではなく、それぞれ１本の組み合わせでも、それ以外
の数の組み合わせでも構わない。

【００２０】（発明の第２の実施の形態）図３は発明の
第２の実施の形態を示し、分注ノズルの縦断面図であ
る。本発明の実施例の形態の基本構成は発明の第１の実
施の形態と同様なので、分注ノズルの構造以外の図と説
明を省略する。

【００２１】分注ノズル２０は、ＳＵＳ３０４の管状体
２１の内側に、耐キャビテーション腐食性の高い材料か
らなる管状体２２が固着されている。耐キャビテーショ
ン腐食性の高い材料としては、発明の第１の実施の形態
で挙げた材料を用いるが、耐キャビテーション腐食性の
高い材料は一般に非常に高価である。本発明の実施例の
形態では、分注ノズル２０の機械的な強度は外側のＳＵ
Ｓ３０４の管状体２１が受け持つことができるので、内
側のキャビテーション腐食性の高い材料で形成された管
状体２２を非常に薄くすることができる。

【００２２】本発明の実施例の形態によれば、発明の第
１の実施の形態の効果に加え、耐キャビテーション腐食
性の高い材料は少量で済み、発明の第１の実施の形態の
分注ノズル１より安い材料費で製作することができる。

【００２３】本発明の実施例の形態では、外側の管状体
２１をＳＵＳ３０４で形成したが、これに限らず、ラン
ジュバン振動子４からの超音波振動により屈曲振動する
材料であれば、他の材料でも構わない。管状体２１と管
状体２２とを固着する手段は、管状体２１の材料の種類
と管状体２２の材料の種類との組み合わせや、必要な機
械的強度により、適宜、接着、ロー付け、溶接等の手段
が選定される。また、管状体２１を管状体２２より、ひ
とまわり大きな形状とし、外側の管状体２１の中に内側
の管状体２２を挿入した後、外側の管状体２１を絞り加
工し密着させるか、焼嵌めしてもよい。さらに、管状体
２１の内面に、耐キャビテーション腐食性の高い材料
を、コーティングや、蒸着、溶射、メッキ等の手段によ
り被覆させてもよい。

【００２４】（発明の第３の実施の形態）図４〜図１３
は発明の第３の実施の形態を示し、図４は分注ノズルの
縦断面図、図５は変形例１、図６は変形例２、図７は変
形例３、図８は変形例４、図９は変形例５、図１０は変
形例６、図１１は変形例７、図１２は変形例８、図１３
は変形例９であって、図５〜図１３は分注ノズルの先端
部分を示す縦断面図である。本発明の実施例の形態も基
本構成は発明の第１の実施の形態と同様なので、分注ノ
ズルの構造以外の図と説明を省略する。

【００２５】図４において、分注ノズル３０は、ＳＵＳ
３０４からなる管状体３１の先端に、耐キャビテーショ
ン腐食性の高い材料からなるテーパ状の管状体３２が連
接されている。耐キャビテーション腐食性の高い材料と
しては、発明の第１の実施の形態で挙げた材料を用い
る。

【００２６】本発明の実施例の形態によれば、分注ノズ
ル３０の先端部分たる管状体３２のみを耐キャビテーシ
ョン腐食性の高い材料で形成しているので、高価な耐キ
ャビテーション腐食性の高い材料が少量で済み、発明の
第１の実施の形態の分注ノズル１より安い材料費で製作
することができる。発明の第２の実施の形態と比較して
も、薄肉で長尺の管状体２２を製作するよりも、短尺な
管状体３２の方が加工が容易であり、より安価に分注ノ
ズル３０を製作することができる。また、分注ノズル３
０の構造上、最も屈曲振動の振幅が大きくなり、キャビ
テーション腐食による損傷が速い分注ノズル３０の先端
部を、耐キャビテーション腐食性の高い材料の管状体３
２としたため、分注ノズル３０の先端部の側面に穴が開
くようなことはなく、その側面の穴から試料や試薬が漏
れることによる分注精度の低下は発生しない。ただし、
ＳＵＳ３０４で製作した管状体３１の内面は、キャビテ
ーションにより腐食され損傷するため、試料中の鉄分を
分析することが必要な分析装置には適さないが、鉄分分
析しない分析装置であれば十分実用に耐えることができ
る。

【００２７】本発明の実施例の形態では、管状体３１の
材料をＳＵＳ３０４としたが、これに限るものではな
く、ランジュバン振動子４からの超音波振動により屈曲
振動する材料であれば他の材料でも構わない。また、管
状体３１と管状体３２とを連接する手段は、管状体３１
の材料の種類と管状体３２の材料の種類との組み合わせ
や、必要な機械的強度により、適宜、接着、ロー付け、
溶接等の手段が選定される。

【００２８】さらに、本発明の実施例の形態では、管状
体３１と管状体３２とを突き合わせの形状としている
が、本発明の実施例の形態以外の形状でもよい。突き合
わせ形状の異なる変形例１と変形例２とを、図５および
図６に示す。分注ノズル３０Ａの管状体３１Ａと管状体
３２Ａ、分注ノズル３０Ｂの管状体３１Ｂと管状体３２
Ｂとは、接合部を互いに密着するテーパ形状に形成され
て接合されている。

【００２９】また、図７、図８、図９、図１０は、変形
例３、４、５、６を示し、分注ノズルＣ，Ｄ，Ｅ，Ｆの
管状体３１Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆは、管状体３２Ｃ，Ｄ，Ｅ，
Ｆと互いに嵌合する構造にて連接されている。

【００３０】さらに、図１１および図１２は、変形例７
および８を示す。変形例７は図１１に示すように、分注
ノズル３０Ｇの管状体３１Ｇの端部にメネジ３３を穿設
し、管状体３２Ｇの外周にオネジ３４を螺刻して、互い
に螺合し連接している。変形例８は図１２に示すよう
に、分注ノズル３０Ｈの管状体３１Ｈの外周にオネジ３
５を螺刻し、管状体３２Ｈの端部にメネジ３６を穿設し
て、互いに螺合し連接している。このように構成すると
交換が容易となる。

【００３１】ついで、図１３は、変形例９を示す。分注
ノズル３０Ｉの管状体３１Ｉは、本発明の実施例の形態
の管状体３１と同一であるが、管状体３２Ｉの構造が本
発明の実施例の形態と異なり、管状体３２Ｉの内側管状
体３７を耐キャビテーション腐食性の高い材料で形成
し、外側管状体３８を一般的な材料で形成し、相互に固
着している。このように構成することにより、さらに材
料費を低減することができる。

【００３２】

【発明の効果】請求項１、２または３に係る発明によれ
ば、超音波振動子からの振動で、分注ノズル内に発生す
るキャビテーションにより、分注ノズルの内面が損傷す
ることはないので、試料中の鉄分分析の測定精度を確保
し、高度の耐久性をもつ分注ノズルを備えた医療用分析
機の分注ノズル洗浄装置を提供することができる。請求
項２に係る発明によれば、上記効果に加え、材料が少量
で済むので、安価な分注ノズルを備えた医療用分析機の
分注ノズル洗浄装置を提供することができる。請求項３
に係る発明によれば、上記効果に加え、材料が少量で済
む上に工作が容易となり、さまざまな仕様の先端形状を
具現するので、より安価で、多様な分注ノズルを備えた
医療用分析機の分注ノズル洗浄装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の第１の実施の形態の医療用分析機の分注
ノズル洗浄装置の概略構成図である。

【図２】発明の第１の実施の形態の分注ノズルの縦断面
図である。

【図３】発明の第２の実施の形態の分注ノズルの縦断面
図である。

【図４】発明の第３の実施の形態の分注ノズルの縦断面
図である。

【図５】発明の第３の実施の形態の変形例１の分注ノズ
ルの先端部分を示す縦断面図である。

【図６】発明の第３の実施の形態の変形例２の分注ノズ
ルの先端部分を示す縦断面図である。

【図７】発明の第３の実施の形態の変形例３の分注ノズ
ルの先端部分を示す縦断面図である。

【図８】発明の第３の実施の形態の変形例４の分注ノズ
ルの先端部分を示す縦断面図である。

【図９】発明の第３の実施の形態の変形例５の分注ノズ
ルの先端部分を示す縦断面図である。

【図１０】発明の第３の実施の形態の変形例６の分注ノ
ズルの先端部分を示す縦断面図である。

【図１１】発明の第３の実施の形態の変形例７の分注ノ
ズルの先端部分を示す縦断面図である。

【図１２】発明の第３の実施の形態の変形例８の分注ノ
ズルの先端部分を示す縦断面図である。

【図１３】発明の第３の実施の形態の変形例９の分注ノ
ズルの先端部分を示す縦断面図である。

【図１４】従来技術の医療用分析機の洗浄装置の概略構
成図である。

【符号の説明】

１分注ノズル２振動版３ボルト４ランジュバン振動子５共振器６共振器７圧電素子１１洗浄水供給機構１３洗浄槽

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧電素子に交番電圧を印加することによ
って振動を発生する超音波振動子と、該超音波振動子に
その振動方向と垂直に支持された分注ノズルと、該分注
ノズルの先端を浸漬する洗浄槽と、該洗浄槽に洗浄水を
供給する洗浄水供給機構とを備えた医療用分析機の分注
ノズル洗浄装置において、前記分注ノズルの少なくとも一部が、耐キャビテーショ
ン腐食性の高い材料からなることを特徴とする医療用分
析機の分注ノズル洗浄装置。
【請求項２】前記分注ノズルの一部は、前記分注ノズ
ルの内面であることを特徴とする医療用分析機の分注ノ
ズル洗浄装置。
【請求項３】前記分注ノズルの一部は、前記分注ノズ
ルの先端であることを特徴とする医療用分析機の分注ノ
ズル洗浄装置。