JP2001264341A - Liquid dispension injection device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、微小量の液体を分
注する液体分注装置に関する。The present invention relates to a liquid dispensing apparatus for dispensing a minute amount of liquid.
【0002】[0002]
【従来の技術】以下に従来の技術の一般的な分注装置の
例として、たとえば、特開平6-308134号公報に
は、試薬庫の各試薬瓶の吸入口を計測できる試薬分注装
置を挙げる。2. Description of the Related Art As an example of a general dispensing apparatus of the prior art, for example, Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 6-308134 discloses a reagent dispensing apparatus capable of measuring the inlet of each reagent bottle in a reagent storage. I will.
【0003】図20には、上記特開平6-308134
号公報の試薬分注装置の構成図を示す。図20中の10
4は試薬注入機構である。この試薬注入機構104は試
薬ノズル105を含んでいる。この試薬ノズル105
は、試薬チューブ106を介して試薬ポンプ107に連
結されている。この試薬ポンプ107は、順逆動可能な
ポンプであり、シリンダ108を有する。このシリンダ
108の摺動壁109は、連結具110を介して直動機
構の一つであるリードスクリュー機構のリードナット1
11に連結されている。FIG. 20 shows the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-308134.
FIG. 10 in FIG.
Reference numeral 4 denotes a reagent injection mechanism. This reagent injection mechanism 104 includes a reagent nozzle 105. This reagent nozzle 105
Is connected to a reagent pump 107 via a reagent tube 106. The reagent pump 107 is a pump that can be moved forward and backward and has a cylinder 108. The sliding wall 109 of the cylinder 108 is connected to a lead nut 1 of a lead screw mechanism, which is one of linear motion mechanisms, via a connecting member 110.
11 are connected.
【0004】次に、このリードナット111は、ステッ
ピングモータ112の駆動軸に連結されたリードスクリ
ュー113のネジ山に螺合されて挿入されていて、前記
ステッピングモータ112の間欠回転に応じてリードス
クリュー113に沿って段階的に往復移動するようにな
っている。従って、前記シリンダ108の前記摺動壁1
09は、このリードナット111の移動ステップに応じ
て段階的に往復移動して、微小な適量を精度良く吸入お
よび吐出できるようになっている。[0004] Next, the lead nut 111 is screwed and inserted into a thread of a lead screw 113 connected to a drive shaft of the stepping motor 112. It reciprocates stepwise along 113. Therefore, the sliding wall 1 of the cylinder 108
Reference numeral 09 reciprocates in a stepwise manner in accordance with the step of moving the lead nut 111, so that a small appropriate amount can be accurately sucked and discharged.
【0005】また、前記試薬ノズル105および前記試
薬チューブ106は、試薬アーム114に支持される。
この試薬アーム114は、回転機構および昇降機構によ
り旋回および昇降をすることができるようになってい
る。The reagent nozzle 105 and the reagent tube 106 are supported by a reagent arm 114.
The reagent arm 114 can be turned and moved up and down by a rotating mechanism and a lifting mechanism.
【0006】一方、シリンダポンプの従来例として、た
とえば特公平8-27291号公報には、摺動面に鏡面
状セラミックスを用いた自動化学分析装置が開示されて
いる。On the other hand, as a conventional example of a cylinder pump, for example, Japanese Patent Publication No. 8-27291 discloses an automatic chemical analyzer using a mirror-like ceramic for a sliding surface.
【0007】図21に示したシリンダポンプは、シリン
ダ121及びプランジャ123双方を剛体により形成
し、両者に弾性体を用いることなく摺動接触させるとと
もに、その摺動接触面を鏡面状(表面粗さ約3ミクロン
以下)に形成したものである。剛体としては、焼結体で
あるセラミックス自体若しくはセラミックスを含むもの
を用い、例えば、シリンダをセラミックスの一つである
アルミナ質で、前記プランジャ123を同じくジルコニ
ア質でそれぞれ形成している。In the cylinder pump shown in FIG. 21, both the cylinder 121 and the plunger 123 are formed of a rigid body, and the cylinder and the plunger 123 are brought into sliding contact with each other without using an elastic body. (About 3 microns or less). As the rigid body, a ceramic itself as a sintered body or a body containing ceramics is used. For example, the cylinder is formed of alumina, which is one of ceramics, and the plunger 123 is formed of zirconia.
【0008】吐出精度の低下や磨耗片が流路中に混入す
ることによる他の流体機器への悪影響がなく、吐出精度
に優れかつ測定精度の向上に寄与し得ると共に、摺動抵
抗力が少なくかつ内部液体のシールが可能となり、多連
にして用いた場合にもこれらの吐出量の差がなく、しか
も耐摩耗性、耐食性に富みかつ耐久性に優れたシリンダ
ポンプを備える自動化学分析装置が開示されている。[0008] There is no adverse effect on other fluid equipment due to a decrease in discharge accuracy or mixing of abrasion pieces into the flow path, so that the discharge accuracy is excellent and it can contribute to the improvement of measurement accuracy, and the sliding resistance is low. and it is possible to seal the liquid inside, even when used in a multiple-no difference between the discharge amount, moreover abrasion resistance, rich in corrosion resistance and an automatic chemical analyzer with excellent cylinder pump durability It has been disclosed.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来、数μl
以下程度の微量分注を行う場合には、吐出口での液体表
面張力の影響は分注量が微量になればなるほど表面張力
が大きくなり、特に、この表面張力を打ち破るための吐
出圧力が得られなくなる現象が発生していた。このた
め、シリンジピストンポンプにて数μl程度の液体を送
液しても、吐出口にて、送液された量の液滴が付着して
しまい吐出口から分離吐出できない。これは、吐出口で
の液体の表面張力による圧力と、吐出するための圧力と
に関係している。However, conventionally, several μl
When dispensing a very small amount of liquid, the effect of the liquid surface tension at the discharge port is greater as the dispensed amount becomes smaller.In particular, the discharge pressure for breaking this surface tension is obtained. The phenomenon that cannot be performed occurred. For this reason, even if liquid of about several μl is sent by the syringe piston pump, the sent amount of liquid drops adheres to the discharge port, and the liquid cannot be separated and discharged from the discharge port. This is related to the pressure due to the surface tension of the liquid at the discharge port and the pressure for discharging.
【0010】このとき、前記シリンジピストンポンプに
より、送液に必要な体積変化(圧力)がシリンジ内部の
液体に付与される。しかし、この圧力がすべて吐出口で
の液体吐出に使用する圧力になるわけではなく、吐出口
に至るまでの配管内の管内摩擦損失(長さ、径、曲率、
段差、絞り等による損失)やシリンジピストンと吐出口
の位置関係などにより、吐出口では液体吐出に使用する
圧力が大きく低下していた。[0010] At this time, the syringe piston pump applies a volume change (pressure) required for liquid feeding to the liquid inside the syringe. However, not all of this pressure becomes the pressure used for liquid discharge at the discharge port. Friction loss (length, diameter, curvature,
The pressure used for liquid ejection at the ejection port has been significantly reduced due to the loss due to steps, throttles, etc.) and the positional relationship between the syringe piston and the ejection port.
【0011】従来では、シリンダは試薬アームと別個に
配置されており、したがって、試薬チューブは試薬アー
ムの動作に対応可能な程度に長くなっている。このよう
な場合、試薬チューブでの管内摩擦損失は大きくなる。Conventionally, the cylinder is arranged separately from the reagent arm, so that the reagent tube is long enough to accommodate the operation of the reagent arm. In such a case, the friction loss in the reagent tube becomes large.
【0012】また、図20を参照すると、シリンダは、
試薬ノズルに対して下方に配置されている。このような
場合、シリンジピストンと吐出口の位置関係から十分な
吐出圧力が得られ難い。このため、シリンジピストンポ
ンプはその損失を上回る分だけの出力を発生させる必要
があり、アクチュエータの高トルク化、装置大型化を引
き起こしたり、シリンジピストンポンプ送液分の液体を
吐出口から完全に分離吐出できず、一部を吐出口に付着
させるなどの分注精度悪化を引き起こしていた。Referring to FIG. 20, the cylinder includes:
It is arranged below the reagent nozzle. In such a case, it is difficult to obtain a sufficient discharge pressure due to the positional relationship between the syringe piston and the discharge port. For this reason, it is necessary for the syringe piston pump to generate an output that exceeds the loss, resulting in an increase in the actuator torque, an increase in the size of the device, and a complete separation of the liquid sent by the syringe piston pump from the discharge port. Dispensing could not be performed, and the dispensing accuracy deteriorated, such as causing some to adhere to the discharge port.
【0013】以上から本発明では、この点に着目し、微
小量領域下での分注を行う際に、吐出口での吐出圧力低
下を防止し、分注精度を悪化させない小型の液体分注装
置を提案することを目的とする。In view of the above, the present invention pays attention to this point, and when performing dispensing in a minute volume region, prevents a drop in the discharge pressure at the discharge port, and does not deteriorate the dispensing accuracy. The aim is to propose a device.
【0014】また、従来のように摺動面を鏡面状のセラ
ミックスにより形成すると、極微小なクラックが発生し
た場合、大幅にシール耐圧が低下したり、ピストンの摺
動力量が増加しモータ負荷を変動させ、分注精度が悪化
したりすることが考えられている。また、容易に破損す
る原因となり、取り扱いにも注意が必要である。さらに
は、セラミックスの加工は一般に難しく、全くクラック
のない鏡面を形成する場合、コストが非常に高くなると
いう欠点が有る。また、シリンダ及びプランジャのはめ
あい公差はμmオーダーとなり、真直度、同軸度等にも
厳しい精度が要求されることになり、コスト高の要因と
なる。特に多連で使用する場合、コスト面の問題は無視
できないものとなる。Further, when the sliding surface is formed of a mirror-like ceramic as in the prior art, when an extremely small crack occurs, the seal withstand pressure is greatly reduced or the sliding force of the piston is increased to reduce the motor load. It has been considered that the dispensing accuracy may be changed and the dispensing accuracy may be deteriorated. In addition, it may be easily damaged, and care must be taken when handling. Furthermore, processing of ceramics is generally difficult, and forming a mirror surface without any cracks has the disadvantage of extremely high cost. In addition, the fitting tolerance of the cylinder and the plunger is on the order of μm, and strict accuracy is required for straightness, coaxiality, and the like, which causes an increase in cost. Especially when used in multiple units, the problem of cost cannot be ignored.
【0015】本発明はまた、以上のような観点から、取
り扱いが容易で、コストを大幅に低減でき、耐久面等に
も対応可能な液体分注装置を提案することを目的とす
る。また、ピストン摺動抵抗を小さくし直線往復アクチ
ュエータの負荷を低下させる小型の液体分注装置を提案
することを目的とする。Another object of the present invention is to propose a liquid dispensing apparatus which is easy to handle, can greatly reduce the cost, and can cope with a durable surface and the like from the above viewpoints. It is another object of the present invention to provide a small liquid dispensing device that reduces the sliding resistance of the piston and reduces the load on the linear reciprocating actuator.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明では、試薬検体を分注する液体分注装置に
おいて、回転上下動する搬送部材に設置され、表面張力
Hの試薬検体を吸引吐出する吐出口径d1を有するノズ
ル部材と、前記吐出口に対してシリンジ内ピストンの下
端面が上方に高低差hを有して配置され、ピストンの往
復運動により吸引吐出動作を行うシリンジピストンポン
プと、前記シリンジピストンポンプのピストンを往復運
動させる直線往復アクチュエータと、ピストンとシリン
ジの間に、シリンジに対して位置を固定して設置され、
押圧変形により液体をシールする弾性リング部材と、シ
リンジピストンポンプとノズル部材を連結し、試薬検体
が流速Vにて流れる長さL、内径d2の配管とを有し、 4H/d1<γ(h−kLV/d2 2) (γ:試薬検体の比重、k:試薬検体の運動粘性係数を
含む係数)なる関係にて構成されていることを特徴とす
る液体分注装置である。In order to achieve the above object, according to the present invention, in a liquid dispensing apparatus for dispensing a reagent sample, a reagent sample having a surface tension H is installed on a transport member which rotates and moves up and down. a nozzle member having a discharge port diameter d 1 for suction and discharge, the lower end surface of the syringe piston is arranged with a height difference h upwardly relative to the discharge port, the syringe piston that performs suction and discharge operation by the reciprocating motion of the piston A pump, a linear reciprocating actuator for reciprocating a piston of the syringe piston pump, and a fixed position with respect to the syringe between the piston and the syringe;
An elastic ring member that seals the liquid by pressing deformation, connecting the syringe piston pump and nozzle member, the length L of reagent sample flow at a flow rate V, and a pipe of internal diameter d 2, 4H / d 1 < γ (h-kLV / d 2 2 ) is a liquid dispensing apparatus, characterized by being constituted by the relationship (gamma:: specific gravity reagent analyte, k coefficients including kinematic viscosity coefficient of the reagent sample).
【0017】また、上記シリンジピストンポンプ及び直
線往復アクチュエータは搬送部材上に設置され、直線往
復アクチュエータはバックラッシュ除去機構を有したラ
ックピニオン方式、フリクションドライブ方式、又はリ
ード方式の少なくとも一つの駆動方式により構成されて
いることを特徴とする液体分注装置である。Further, the syringe piston pump and the linear reciprocating actuator are mounted on a transport member, and the linear reciprocating actuator is driven by at least one of a rack and pinion system having a backlash removing mechanism, a friction drive system, and a lead system. It is a liquid dispensing device characterized by being configured.
【0018】また、シリンジ内のピストンの往復運動に
より、ノズル部材の吐出口より試薬検体を分注するシリ
ンジピストンポンプを内蔵した液体分注装置において、
前記シリンジピストンポンプは、前記ピストンとシリン
ジの間において、前記シリンジに対して位置を固定して
設置され、押圧変形により液体をシールし、前記ピスト
ンとの接触面積が少ない断面形状を備えた低摩擦材料の
弾性リング部材を有していることを特徴とする液体分注
装置である。Further, in a liquid dispensing apparatus incorporating a syringe piston pump for dispensing a reagent sample from a discharge port of a nozzle member by reciprocating movement of a piston in a syringe,
The syringe piston pump is installed between the piston and the syringe with a fixed position with respect to the syringe, seals the liquid by pressing deformation, and has a low friction having a cross-sectional shape with a small contact area with the piston. A liquid dispensing device comprising an elastic ring member made of a material.
【0019】上記構成を有する本発明の液体分注装置を
用いれば、微小領域下での分注を行う際に、吐出口での
吐出圧力低下を防止し、分注精度を維持でき、また、取
り扱いが容易で、コストを大幅に削減でき、耐久性に優
れ、ピストンの摺動抵抗を小さくし、直線往復アクチュ
エータの負荷を低下させることができる小型の液体分注
装置を提供することができる。By using the liquid dispensing apparatus of the present invention having the above-described configuration, when dispensing in a small area, a drop in the discharge pressure at the discharge port can be prevented, and the dispensing accuracy can be maintained. It is possible to provide a small-sized liquid dispensing device which is easy to handle, can greatly reduce the cost, has excellent durability, can reduce the sliding resistance of the piston, and can reduce the load on the linear reciprocating actuator.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を、図
面を参照して説明する。なお、全図面において、共通す
る部分には、共通する参照符号を付す。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In all the drawings, common parts are denoted by common reference numerals.
【0021】[第1の実施の形態] <構成>図1〜図5及び図16、図17に本発明の第1
の実施の形態を示す。[First Embodiment] <Structure> FIGS. 1 to 5 and FIGS. 16 and 17 show a first embodiment of the present invention.
An embodiment will be described.
【0022】図1は、本発明の第1の実施の形態の液体
分注装置及び液体吸引、供給配管経路を示した概略図で
あり、図2は、液体分注装置の断面図であり、図3は、
直線往復アクチュエータの上面拡大図である。また、図
4は、直線往復アクチュエータの側面拡大図であり、図
5は吐出口圧力差とモータ回転速度の関係を示す図であ
り、図16は押圧変形前のシール部拡大断面図であり、
図17は押圧変形後のシール部拡大断面図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a liquid dispensing apparatus and a liquid suction / supply pipe route according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view of the liquid dispensing apparatus. FIG.
It is an upper surface enlarged view of a linear reciprocating actuator. 4 is an enlarged side view of the linear reciprocating actuator, FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a discharge port pressure difference and a motor rotation speed, and FIG. 16 is an enlarged cross-sectional view of a seal portion before pressing deformation.
FIG. 17 is an enlarged sectional view of the seal portion after the pressing deformation.
【0023】まず図1において、ノズル部材54は、図
示しない可動搬送部材に支持されており、洗浄槽51、
液体サンプル容器52、反応容器53の各上方に移動配
置される。ノズル部材54はテフロン製の配管55aに
より、シリンジピストンポンプ56に接続されている。
ここで、このシリンジピストンポンプ56は、前記ノズ
ル部材54と同様の可動搬送部材上に配置され、前記テ
フロン製配管55aの長さを可能な範囲で短くしてい
る。前記シリンジピストンポンプ56は、前記接続配管
55a以外に、液体供給タンク59に至る別の配管55
bが接続されており、電磁弁57、送水ポンプ58を介
して液体供給タンク59に順次接続されている。また、
前記シリンジピストンポンプ56は、前記ノズル部材5
4の吐出口54aよりも上方に配置される。First, in FIG. 1, a nozzle member 54 is supported by a movable transfer member (not shown).
It is moved and arranged above each of the liquid sample container 52 and the reaction container 53. The nozzle member 54 is connected to a syringe piston pump 56 by a Teflon pipe 55a.
Here, the syringe piston pump 56 is disposed on a movable transfer member similar to the nozzle member 54, and shortens the length of the Teflon-made pipe 55a as much as possible. The syringe piston pump 56 includes a separate pipe 55 leading to a liquid supply tank 59, in addition to the connection pipe 55a.
b is connected, and is sequentially connected to the liquid supply tank 59 via the electromagnetic valve 57 and the water supply pump 58. Also,
The syringe piston pump 56 is connected to the nozzle member 5.
The fourth discharge port 54a is disposed above the fourth discharge port 54a.
【0024】前述のシリンジピストンポンプ56は、液
体サンプル52aの吸引時に稼動し、ピストン61は、
図示しないステッピングモータ、ラックピニオンの直線
往復アクチュエータにより矢印の方向に往復運動する。The above-described syringe piston pump 56 operates when aspirating the liquid sample 52a.
It reciprocates in the direction of the arrow by a linear reciprocating actuator of a stepping motor and a rack and pinion (not shown).
【0025】前記液体供給タンク59内には、洗浄水5
9aとなる水又は脱気されたイオン交換水が入ってお
り、送水ポンプ58により、各配管55a、55b、電
磁弁57、シリンジピストンポンプ56並びにノズル部
材54に洗浄水59aが充填供給されている。In the liquid supply tank 59, washing water 5
9a or degassed ion-exchanged water is contained therein, and the water supply pump 58 fills and supplies the cleaning water 59a to each of the pipes 55a and 55b, the solenoid valve 57, the syringe piston pump 56, and the nozzle member 54. .
【0026】次に図2において、ノズル部材54は、金
属製(ステンレス、チタン等の耐腐食性が高い金属製)
または、ガラス製の材料、または、熱成形加工されたテ
フロン製の材料で形成されており、吐出口54aに向か
って絞り加工又は熱成形加工により、所定角度のテーパ
を形成し、液体吐出口54aはもう一方の端面である配
管口54bに比べ細くなっている。Next, in FIG. 2, the nozzle member 54 is made of metal (made of metal having high corrosion resistance such as stainless steel and titanium).
Alternatively, it is formed of a glass material or a thermoformed Teflon material, and forms a taper at a predetermined angle by drawing or thermoforming toward the discharge port 54a. Is thinner than the other end face of the pipe port 54b.
【0027】そして、前記ノズル部材54は、前記配管
口54bよりテフロン(登録商標)製配管55aに接続
されシリンジピストンポンプ56に連結されている。The nozzle member 54 is connected to a Teflon (registered trademark) pipe 55a through the pipe port 54b, and is connected to a syringe piston pump 56.
【0028】このシリンジピストンポンプ56は、ポー
ト60cを持ちテフロン製配管55bに連結されてい
る。シリンジ60内の流路60aは吐出側にテーパ60
bを形成し、流路60d内径は、テフロン製配管55a
内径に一致している。The syringe piston pump 56 has a port 60c and is connected to a Teflon pipe 55b. The flow path 60a in the syringe 60 has a taper 60 on the discharge side.
b, the inner diameter of the flow channel 60d is Teflon piping 55a.
It matches the inside diameter.
【0029】一方、前記ポート60cの直線往復アクチ
ュエータ側にシール部として、複数個の弾性リング部材
62、たとえばNBR製Oリングが前記シリンジ60に
固定されており、弾性リング押え63により押圧されて
いる。また、ピストン61は前述の弾性リング押え63
及び弾性リング部材62を貫通して配置され、ガイドと
してたとえばオイレス軸受64より補助的に支えられ、
直線往復アクチュエータのラック66に連結されてい
る。On the other hand, a plurality of elastic ring members 62, for example, O-rings made of NBR are fixed to the syringe 60 as a seal portion on the side of the linear reciprocating actuator of the port 60 c, and are pressed by the elastic ring presser 63. . Further, the piston 61 is provided with the above-described elastic ring retainer 63.
And the elastic ring member 62, and is disposed as a guide, for example, as an auxiliary support from the OILES bearing 64,
It is connected to a rack 66 of a linear reciprocating actuator.
【0030】この直線往復アクチュエータとして図3及
び図4に示すような、ラックピニオン方式を採用してい
る。図中のピストン61はラック66に連結され、ステ
ッピングモータ駆動軸65に形成したピニオン67と噛
合している。そして、前記ラック66は、リニアスライ
ダー70に接続され往復動作可能な状態で支持されてい
る。As this linear reciprocating actuator, a rack and pinion system as shown in FIGS. 3 and 4 is employed. The piston 61 in the figure is connected to a rack 66 and meshes with a pinion 67 formed on a stepping motor drive shaft 65. The rack 66 is connected to a linear slider 70 and is supported in a reciprocating manner.
【0031】このラックピニオンの構成において、前記
ピストン61に形成されたピン68とシリンジピストン
ポンプ56を配したベース71aに形成されたピン70
aの間にバックラッシュ除去機構としての引張りバネ6
9が取り付けられ、吐出口54aから吐出される方向
(図3において、ピストンが左に移動する方向)に対し
て、ラックピニオン噛み合い部に前記バネ69の与圧が
付与されている。In the configuration of the rack and pinion, a pin 68 formed on the piston 61 and a pin 70 formed on a base 71a on which the syringe piston pump 56 is disposed.
A tension spring 6 as a backlash removing mechanism during a
9 is attached, and a pressure of the spring 69 is applied to the rack and pinion meshing portion with respect to a direction (a direction in which the piston moves to the left in FIG. 3) discharged from the discharge port 54a.
【0032】<作用>図1において、実際の吐出される
液体の吸引動作について説明する。<Operation> Referring to FIG. 1, the actual suction operation of the liquid to be discharged will be described.
【0033】まず、ノズル部材54を洗浄槽51上方に
移動する。次にこのノズル部材54の所定の長さを前記
洗浄槽51中に浸積させ、電磁弁57を開放し、送水ポ
ンプ58により液体供給タンク59内の洗浄水59aを
前記ノズル部材54内に送液し、このノズル部材54内
周面、外周面、及び端面を前記洗浄水59aにて洗浄す
る。同時に、この洗浄水59aを送液している間に、ピ
ストン61が中点まで移動し、シリンジピストンポンプ
56内に前記洗浄水59aを充填させる。その後、前記
電磁弁57が閉じられ、前記ノズル部材54が洗浄槽5
1の上方に再び上昇する。First, the nozzle member 54 is moved above the cleaning tank 51. Next, a predetermined length of the nozzle member 54 is immersed in the cleaning tank 51, the electromagnetic valve 57 is opened, and the cleaning water 59 a in the liquid supply tank 59 is fed into the nozzle member 54 by the water pump 58. Then, the inner peripheral surface, the outer peripheral surface, and the end surface of the nozzle member 54 are cleaned with the cleaning water 59a. At the same time, the piston 61 moves to the middle point while the washing water 59a is being supplied, and the syringe piston pump 56 is filled with the washing water 59a. Thereafter, the solenoid valve 57 is closed, and the nozzle member 54 is
It rises again above 1.
【0034】ここで、前記シリンジピストンポンプ56
のピストン61が中点から、前記ノズル部材54側に所
定量移動し、このノズル部材54の吐出口54aより、
前記洗浄水59aを前記ピストン61の移動量分吐出
し、前記吐出口54aの液面メニスカス形状を一定形状
に維持する。このとき前記ピストン61は、ステッピン
グモータ駆動軸65の回転運動をピニオン67とラック
66の噛合により直線運動に変換し、ステッピングモー
タの回転角に応じてシリンジ60内でピストン61が移
動し、吐出動作を行う。また、引張りバネ69によりラ
ック66は図3において右方向に引張り力を受けている
ため、前記ラック66が吐出完了点まで移動した位置で
の停止位置精度はバックラッシュの影響を受けず、μm
オーダーの精度にて動作される。Here, the syringe piston pump 56
The piston 61 moves from the middle point toward the nozzle member 54 by a predetermined amount, and from the discharge port 54a of the nozzle member 54,
The cleaning water 59a is discharged by the moving amount of the piston 61, and the liquid surface meniscus shape of the discharge port 54a is maintained at a constant shape. At this time, the piston 61 converts the rotational motion of the stepping motor drive shaft 65 into a linear motion by the engagement of the pinion 67 and the rack 66, and the piston 61 moves in the syringe 60 according to the rotation angle of the stepping motor, thereby performing the discharging operation. I do. Further, since the rack 66 receives a tensile force in the right direction in FIG. 3 by the tension spring 69, the stop position accuracy at the position where the rack 66 has moved to the discharge completion point is not affected by the backlash, and
Operated with order accuracy.
【0035】その後、再び前記シリンジピストンポンプ
56の前記ピストン61が中点まで移動し、所定量の空
気を前記ノズル部材54内に引き込み空気層を形成す
る。Thereafter, the piston 61 of the syringe piston pump 56 moves again to the middle point, and a predetermined amount of air is drawn into the nozzle member 54 to form an air layer.
【0036】次に、このノズル部材54は、液体サンプ
ル容器52の上方に移動し、この液体サンプル容器52
内に前記ノズル部材54を浸積させる。この後、前記シ
リンジピストンポンプ56の前記ピストン61が前記電
磁弁57側に所定量移動し、前記ノズル部材54内に所
定量液体サンプル52aを吸引する。これによって、前
記洗浄水59aと前記液体サンプル52aを前述の空気
層にて分離している。Next, the nozzle member 54 moves above the liquid sample container 52, and
The nozzle member 54 is immersed therein. Thereafter, the piston 61 of the syringe piston pump 56 moves a predetermined amount toward the solenoid valve 57, and sucks a predetermined amount of the liquid sample 52a into the nozzle member 54. Thereby, the washing water 59a and the liquid sample 52a are separated by the above-mentioned air layer.
【0037】続いて、前記ノズル部材54は、前記液体
サンプル容器52上方に再び上昇し、反応容器53の上
方に移動される。この後、前記シリンジピストンポンプ
56の前記ピストン61が所定量前記ノズル部材54側
に移動し、所定の液体サンプル52aを所定速度にて吐
出口54aより吐出する。Subsequently, the nozzle member 54 rises again above the liquid sample container 52 and is moved above the reaction container 53. Thereafter, the piston 61 of the syringe piston pump 56 moves toward the nozzle member 54 by a predetermined amount, and discharges a predetermined liquid sample 52a at a predetermined speed from the discharge port 54a.
【0038】ここで、数μlレベルの液体サンプル52
aを吐出する際に、前記吐出口54aでの液体サンプル
52aの液面メニスカスにみられる表面張力に打ち勝つ
吐出圧力を発生できるように、ステッピングモータ駆動
軸65を高速に回転させ、ラック66及びピストン61
を瞬時に所定停止位置まで移動させる必要がある。特
に、微量分注領域下ではピストン61の移動量が非常に
少なくなるため、吐出に必要な大きな吐出圧力が得られ
難くなる。Here, a liquid sample 52 of several μl level is prepared.
a, the stepping motor drive shaft 65 is rotated at a high speed so as to generate a discharge pressure that overcomes the surface tension seen in the liquid surface meniscus of the liquid sample 52a at the discharge port 54a. 61
Must be instantaneously moved to a predetermined stop position. In particular, since the amount of movement of the piston 61 is extremely small under a small amount dispensing region, it is difficult to obtain a large discharge pressure required for discharge.
【0039】次に、図5に示されるように、横軸にモー
タ回転速度、縦軸に吐出口での吐出圧力を示すと、モー
タ回転速度により吐出口での吐出圧力はBのような軌跡
を描く特性が得られる。表面張力による圧力はノズル部
材54の吐出口54aの吐出口内径により決まり一定で
あるため、点線のような表面張力による圧力を示し、例
えばBの圧力特性であれば、モータ回転速度を高い領域
まで上昇させなければ、表面張力による圧力を吐出口で
の吐出圧力が超えることができないために、ピストン6
1が移動しても、前記液体サンプル52aは前記吐出口
54aに付着するだけで分離吐出することができない。Next, as shown in FIG. 5, when the horizontal axis indicates the motor rotation speed and the vertical axis indicates the discharge pressure at the discharge port, the discharge pressure at the discharge port depends on the motor rotation speed. Is obtained. Since the pressure due to the surface tension is determined by the inner diameter of the discharge port 54a of the nozzle member 54 and is constant, the pressure due to the surface tension as indicated by the dotted line is shown. If the pressure is not raised, the discharge pressure at the discharge port cannot exceed the pressure due to the surface tension.
Even if 1 moves, the liquid sample 52a will only adhere to the discharge port 54a and cannot be separately discharged.
【0040】<効果>本発明の第1施の形態によれば、
配管55a長を短く配置することにより、前記吐出口で
の圧力特性曲線の傾きを大きくすることができ、また、
この吐出口54aよりも前記シリンジピストンポンプ5
6を上方に配置することにより、前記吐出口での圧力特
性曲線の最下部を上げることができる。<Effects> According to the first embodiment of the present invention,
By arranging the length of the pipe 55a short, the slope of the pressure characteristic curve at the discharge port can be increased, and
The syringe piston pump 5 is positioned at a higher position than the discharge port 54a.
By arranging 6 upward, the lowermost part of the pressure characteristic curve at the discharge port can be raised.
【0041】以下、これについて詳しく説明する。Hereinafter, this will be described in detail.
【0042】図1,2に示すように、ノズル部材の吐出
口まで液体が充填されている状態において、吐出口径を
d1、使用する液体の表面張力をHとすると吐出口端面
での表面張力による圧力P1はP1=4H/d1にて表
される。このP1よりも大きな吐出圧力P2を付与する
ことにより、吐出口より液体が吐出される。As shown in FIGS. 1 and 2, in a state where the liquid is filled up to the discharge port of the nozzle member, if the discharge port diameter is d 1 and the surface tension of the liquid to be used is H, the surface tension at the end face of the discharge port the pressure P 1 by is expressed by P 1 = 4H / d 1. By applying a large discharge pressure P 2 than the P 1, liquid is discharged from the discharge port.
【0043】吐出圧力P2は、配管長さL、配管径
d2、配管曲げ曲率などの圧力損失△Pにより、大きく
低下し、この中でも、配管の長さLによる損失は液体分
注装置を構成する上で大きく影響する。また、吐出圧力
を発生させる源となるシリンジピストンポンプ(シリン
ジ内ピストン先端)の吐出口に対する高低差h(吐出口
の高さhoutとシリンジピストン先端の高さhinの高低
差)も吐出圧力P2に関与し、これらをまとめると以下
のような式に表すことができる。The discharge pressure P 2 is greatly reduced by the pressure loss ΔP such as the pipe length L, the pipe diameter d 2 , and the pipe bending curvature. Among them, the loss due to the pipe length L is reduced by the liquid dispensing apparatus. This has a significant effect on configuration. Further, (height difference in height hin height hout the syringe piston tip of the discharge port) height difference h for the outlet of the source to become a syringe piston pump for generating the discharge pressure (piston tip the syringe) the ejection pressure P 2 And these can be summarized into the following equation.
【0044】ベルヌイの定理より、 Pin/γ+Vin2/2g+hin=Pout/γ+Vout2/2
g+hout−△P=一定 (hin−hout)=γ(Vout2/2g−Vin2/2g)+
γ(hout−hin)−γ△P よって、 P2=γ(△V+h−△P) γ:液体比重 V:流速差による速度ヘッド(:正なる値、吐出口流速
Vout>シリンジ内流速Vin) 圧力損失△Pの内、配管の長さによる摩擦損失ヘッド
は、ハーゲンポアゾイユの法則より、 △P=32νLV/(gd2 2) △P=kLV/d2 2 k:液体の運動粘性係数(:ν)などを含む係数 V:配管内液体流速 よって、高低差hは吐出口よりも上方に配置すれば、吐
出圧力P2を大きくすることができ、吐出口よりも下方
に配置すれば、吐出圧力P2を小さくすることになる。
また、配管長さを短く、配管径を大きくすれば、圧力損
失は小さく抑えることができる。[0044] from the theorem of Bernoulli, Pin / γ + Vin 2 / 2g + hin = Pout / γ + Vout 2/2
g + hout−ΔP = constant (hin−hout) = γ (Vout 2 / 2g−Vin 2 / 2g) +
γ (hout−hin) −γ △ P Therefore, P 2 = γ (△ V + h− △ P) γ: liquid specific gravity V: velocity head due to flow velocity difference (: positive value, discharge port flow velocity Vout> flow velocity in syringe Vin) Of the pressure loss ΔP, the friction loss head due to the length of the pipe is ΔP = 32νLV / (gd 2 2 ) ΔP = kLV / d 2 2 k: kinematic viscosity coefficient of liquid according to Hagenpoazoille's law (: [nu) coefficients, etc. V: liquid flow rate in the pipe Therefore, if disposed above the height difference h is the discharge port, it is possible to increase the discharge pressure P 2, when arranged below the discharge opening It would be to reduce the discharge pressure P 2.
In addition, if the length of the pipe is reduced and the diameter of the pipe is increased, the pressure loss can be reduced.
【0045】つまり、少なくとも4H/d1<γ(h−
kLV/d2 2)なる関係を維持することにより、流速
差による速度ヘッドに関わらず、確実に吐出させること
が可能となる。That is, at least 4H / d 1 <γ (h−
By maintaining the relationship of kLV / d 2 2 ), it is possible to reliably discharge regardless of the speed head due to the flow velocity difference.
【0046】よって、吐出口よりも上方にシリンジピス
トンポンプを配置し、シリンジピストンポンプとノズル
部材とを連結する配管を可能な限り短くすることによ
り、微量分注時に、吐出口での表面張力を上回る吐出圧
力を容易に得ることができる。また、シリンジピストン
ポンプ内のシリンジとピストン部のシール機構に押圧変
形させた安価な弾性リング部材を用いることにより、長
寿命で確実なシール耐圧を実現でき、微量分注時の分注
精度悪化を防止し、小型の液体分注装置が実現できる。Therefore, by disposing the syringe piston pump above the discharge port and making the piping connecting the syringe piston pump and the nozzle member as short as possible, the surface tension at the discharge port can be reduced when dispensing a small amount. A higher discharge pressure can be easily obtained. In addition, by using an inexpensive elastic ring member that is pressed and deformed for the syringe inside the syringe piston pump and the seal mechanism of the piston part, a long service life and reliable sealing pressure resistance can be realized, and the dispensing accuracy when dispensing a small amount is reduced. Thus, a small liquid dispensing apparatus can be realized.
【0047】結果として、この吐出口での吐出圧力は、
モータ回転速度に対して、図5に示すように、Aのよう
な特性に変化し、低いモータ回転速度でも、表面張力に
よる圧力を容易に超えることができるようになる。従っ
て、この吐出口54aの表面張力に対して十分に大きな
吐出圧力を発生でき、使用する液体種類に制限されずに
微量分注領域下においても、吐出される液体サンプル5
2aの吐出流速が低下せず、前記吐出口54aから微量
の液体サンプル52aが液残り無く確実に分離し、高い
分注精度を得ることができる。As a result, the discharge pressure at this discharge port is
As shown in FIG. 5, the characteristic changes to a characteristic A as shown in FIG. 5, and the pressure due to the surface tension can be easily exceeded even at a low motor rotation speed. Therefore, a sufficiently large discharge pressure can be generated with respect to the surface tension of the discharge port 54a, and the liquid sample 5 to be discharged is not limited to the kind of liquid to be used and can be discharged even in a small dispensing area.
The discharge flow rate of 2a does not decrease, a small amount of the liquid sample 52a is reliably separated from the discharge port 54a without any remaining liquid, and high dispensing accuracy can be obtained.
【0048】さらに、吐出圧力に余裕がある場合には、
ステッピングモータの出力を低下させても、十分な吐出
性能を得ることができ、ステッピングモータ小型化や直
線往復アクチュエータの小型化が実現できる。また、前
記シリンジピストンポンプ56と前記直線往復アクチュ
エータとは、前記配管55a長を短くするために、搬送
部材上に支持されるが前述のようにステッピングモータ
出力を低下させることができ小型化が図られるため、搬
送部材を回転上昇させる際のイナーシャが低下し、搬送
部材を動作させるアクチュエータも低出力なもの、小型
のものでも対応することができるようになる。Further, when there is a margin in the discharge pressure,
Even if the output of the stepping motor is reduced, sufficient discharge performance can be obtained, and downsizing of the stepping motor and downsizing of the linear reciprocating actuator can be realized. In addition, the syringe piston pump 56 and the linear reciprocating actuator are supported on a conveying member in order to shorten the length of the pipe 55a. However, as described above, the output of the stepping motor can be reduced and the size can be reduced. Therefore, the inertia when rotating the transport member is reduced, and the actuator for operating the transport member can be used with a low output or a small actuator.
【0049】さらに、ピストン61は安価で、取り扱い
が容易なNBR製Oリングの弾性リング部材62により
外部とシールされているが、弾性リング部材62は初期
状態では図16のように内部にピストン61を挿入して
も、良好なシール耐圧は得られないが、弾性リング押え
63により押圧されることにより図17のように変形
し、ピストン61と接触する面積が増加し、良好なシー
ル耐圧を有することができる。このとき、弾性リング押
え63はシリンジ60に形成された、例えばネジにより
押圧力量が可変できるようにしておくと、弾性リング部
材62からの液体の漏れが発生したときに締込み量を増
加させることにより再び、良好なシール耐圧が復元され
ることも可能である。なお、弾性リング部材62を本実
施形態のように複数配置し、シリンジ60側に固定化す
ることにより、ピストン61の摺動力量のばらつきを平
均化することができ、長期間の使用においても、ピスト
ン61の摺動力量が変化しづらくなり、ステッピングモ
ータの出力特性も一定に維持でき、長期間安定した分注
精度が維持できる。Further, the piston 61 is sealed from the outside by an elastic ring member 62 made of an NBR O-ring, which is inexpensive and easy to handle, but the elastic ring member 62 is initially set inside as shown in FIG. , A good seal pressure resistance cannot be obtained, but it is deformed as shown in FIG. 17 by being pressed by the elastic ring presser 63, and the area in contact with the piston 61 is increased, thereby having a good seal pressure resistance. be able to. At this time, if the elastic ring retainer 63 is formed in the syringe 60 so that the amount of pressing force can be changed by, for example, a screw, the amount of tightening can be increased when liquid leakage from the elastic ring member 62 occurs. Thus, a good seal pressure resistance can be restored again. By arranging a plurality of elastic ring members 62 as in the present embodiment and fixing the elastic ring members 62 to the syringe 60 side, variations in the amount of sliding force of the piston 61 can be averaged, and even in long-term use, The amount of sliding force of the piston 61 is hard to change, the output characteristics of the stepping motor can be kept constant, and stable dispensing accuracy can be maintained for a long time.
【0050】また、このほか、配管55a内径を大きく
且つ可能な限り緩やかなテーパ(シリンジテーパ60
b、ノズル部材54テーパ等)とすることにより、管内
摩擦損失が小さくなることは言うまでもなく、吐出流速
の上昇が促され、モータ回転速度に対する吐出可能領域
を広く取ることが可能となる。In addition to the above, the inner diameter of the pipe 55a is increased and the taper is made as gentle as possible (the syringe taper 60).
b, the nozzle member 54 taper, etc.), it goes without saying that the friction loss in the pipe is reduced, and the discharge flow speed is increased, so that the dischargeable area with respect to the motor rotation speed can be widened.
【0051】さらに、シリンジ60内の残る気泡につい
ても、シリンジ60内の流路60aとピストン61径と
のクリアランスを適切に設定することにより、シリンジ
60内の気泡抜きが容易となり、気泡の残留による分注
精度の低下を防ぐことが可能となる。Further, with regard to the remaining air bubbles in the syringe 60, the clearance between the flow path 60a in the syringe 60 and the diameter of the piston 61 is appropriately set, so that the air bubbles in the syringe 60 can be easily removed. It is possible to prevent a decrease in dispensing accuracy.
【0052】また、前記吐出口54aよりシリンジピス
トンポンプ56の位置を上方に配置し、配管55aを短
くすることにより、吐出圧力を高め、微量分注時にも高
い分注精度を維持できる液体分注装置が提供できる。そ
して吐出圧力に余裕が得られるため、アクチュエータの
出力を低下でき、液体分注装置を小型化することができ
る。Further, by disposing the syringe piston pump 56 above the discharge port 54a and shortening the pipe 55a, the discharge pressure is increased, and high liquid dispensing accuracy can be maintained even when dispensing a small amount. Equipment can be provided. Since a margin is provided for the discharge pressure, the output of the actuator can be reduced, and the size of the liquid dispensing apparatus can be reduced.
【0053】さらに、ピストン61の液体シールに弾性
リング部材62のOリングを複数配置することにより、
簡単な構造でしかも安価な部品により、長期間の使用に
耐える液体分注装置を提供できる。Further, by disposing a plurality of O-rings of the elastic ring member 62 on the liquid seal of the piston 61,
A liquid dispensing apparatus that can withstand long-term use can be provided with a simple structure and inexpensive parts.
【0054】[第2実施の形態] <構成>図6〜図9に本発明の第2の実施の形態を示
す。[Second Embodiment] <Structure> FIGS. 6 to 9 show a second embodiment of the present invention.
【0055】図6は、本発明の第2の実施の形態に係る
液体分注装置であり、図7は、直線往復アクチュエータ
の斜視図であり、図8は、直線往復アクチュエータの側
面図であり、図9はピストン軸形状を示している図であ
る。FIG. 6 is a liquid dispensing apparatus according to a second embodiment of the present invention, FIG. 7 is a perspective view of a linear reciprocating actuator, and FIG. 8 is a side view of the linear reciprocating actuator. FIG. 9 is a view showing a piston shaft shape.
【0056】まず、図6に示すように、ノズル部材54
は、図示しない可動搬送部材に支持されており、洗浄槽
51、液体サンプル容器52並びに反応容器53の各上
方に移動配置される。前記ノズル部材54は、テフロン
製の配管55aにより、シリンジピストンポンプ56に
接続されている。ここで、このシリンジピストンポンプ
56は、前記ノズル部材54と同様の可動搬送部材上に
配置され、前記テフロン製配管55a長を可能な範囲で
短くしている。前記シリンジピストンポンプ56は、前
記接続配管55a以外に液体供給タンク59に至る別の
配管55bが接続されており、電磁弁57、送水ポンプ
58を介して液体供給タンク59に順次接続されてい
る。また、シリンジピストンポンプ56はノズル部材5
4の吐出口54aよりも上方に配置される。First, as shown in FIG.
Is supported by a movable transfer member (not shown), and is moved and arranged above each of the washing tank 51, the liquid sample container 52, and the reaction container 53. The nozzle member 54 is connected to a syringe piston pump 56 by a Teflon pipe 55a. Here, the syringe piston pump 56 is disposed on a movable transfer member similar to the nozzle member 54, and shortens the length of the Teflon pipe 55a as much as possible. The syringe piston pump 56 is connected to another pipe 55b leading to a liquid supply tank 59 in addition to the connection pipe 55a, and is connected to the liquid supply tank 59 via a solenoid valve 57 and a water supply pump 58 in order. Further, the syringe piston pump 56 is connected to the nozzle member 5.
The fourth discharge port 54a is disposed above the fourth discharge port 54a.
【0057】図6において、前記シリンジピストンポン
プ56は、図2における流路60d側を上部に、ポート
60c側を下部にして鉛直方向に保持され、矢印のよう
に鉛直方向に摺動する。このため、前記配管55aは、
前記シリンジピストンポンプ56に近いところで180
度折り曲げられ、前記ノズル部材54に接続される。In FIG. 6, the syringe piston pump 56 is held vertically with the flow path 60d side in FIG. 2 as the upper part and the port 60c side as the lower part, and slides in the vertical direction as shown by the arrow. For this reason, the pipe 55a
180 near the syringe piston pump 56
And is connected to the nozzle member 54.
【0058】このときの直線往復アクチュエータとして
は、図7、図8のようなフリクションドライブ方式を採
用する。そしてピストン61は、耐摩耗性を高めるため
に熱処理された金属材料、例えばSUS440C、熱処
理Hv650にて形成され、図9に示すように平面部6
1aを有し、このピストン平面部61aは、同様に耐摩
耗性が高められた金属のステッピングモータ駆動軸65
に線接触し、バックラッシュ除去機構により加圧されて
いる。At this time, a friction drive system as shown in FIGS. 7 and 8 is employed as the linear reciprocating actuator. The piston 61 is formed of a metal material that has been heat-treated to increase wear resistance, for example, SUS440C and heat treatment Hv650, and as shown in FIG.
1a, and the piston flat portion 61a is made of a metal stepping motor drive shaft 65 which is similarly wear-resistant.
And is pressurized by the backlash removing mechanism.
【0059】このバックラッシュ除去機構は、前記シリ
ンジピストンポンプ56を設置したベース71b上にス
テッピングモータ駆動軸65と所定の距離をもって配置
されたローラー軸74に形成されている。このローラー
軸74を軸として、ピストン61の外周に円錐テーパ部
で点接触する一つは、高さ方向が固定された円錐ローラ
ー75aと、ピストン61を挟みローラー軸74を軸方
向に摺動可能な円錐ローラー75bが設置されている。
このローラー75a、75bは耐摩耗性が高められた金
属にて形成され、中心に図示しないベアリングが配置さ
れており、前記ローラー軸74を回転中心として前記ピ
ストン61の動きにあわせて滑ることなく回転する。そ
して、円錐ローラー75bを上方より押圧する皿バネ部
材76より、前記ピストン61がステッピングモータ駆
動軸65に常に一定力量で押圧されるように構成されて
いる。また、フランジ72によりステッピングモータ駆
動軸65とローラー軸74が補助的に連結され、倒れを
防止する。This backlash removing mechanism is formed on a roller shaft 74 arranged at a predetermined distance from the stepping motor drive shaft 65 on a base 71b on which the syringe piston pump 56 is installed. One of which makes a point contact with the outer periphery of the piston 61 with the conical taper portion around the roller shaft 74 is a conical roller 75a having a fixed height direction, and the roller shaft 74 is slidable in the axial direction with the piston 61 interposed therebetween. A simple conical roller 75b is provided.
The rollers 75a and 75b are formed of a metal having enhanced wear resistance, and a bearing (not shown) is disposed at the center thereof. The rollers 75a and 75b rotate around the roller shaft 74 as a rotation center without sliding according to the movement of the piston 61. I do. The piston 61 is always pressed against the stepping motor drive shaft 65 with a constant force by a disc spring member 76 pressing the conical roller 75b from above. In addition, the stepping motor drive shaft 65 and the roller shaft 74 are supplementarily connected by the flange 72 to prevent falling.
【0060】ここで弾性リング部材62aは、低摩擦材
料のフッ素系材料のOリングを用いている。また、前記
ノズル部材54は、第1の実施の形態と同様な構成を有
し、ここでは説明を省略する。Here, as the elastic ring member 62a, an O-ring made of a fluorine-based material of a low friction material is used. Further, the nozzle member 54 has the same configuration as that of the first embodiment, and the description is omitted here.
【0061】<作用>本実施の形態では、直線往復アク
チュエータのフリクションドライブ方式により、直交す
るピストン61と、ステッピングモータ駆動軸65との
摩擦力のみで回転運動を直線運動に変換し、前記ピスト
ン61を往復動作することができる。このピストン61
と前記ステッピングモータ駆動軸65とは、皿バネ部材
76のバネ力を円錐ローラー75a、75bにより力の
方向を90度変換し、前記ピストン61を前記ステッピ
ングモータ駆動軸65に適切な力量で押し付けており、
静止摩擦状態で滑ることがない。よって、前記ピストン
61の吐出動作、吸引動作のどちらの方向に移動して
も、バックラッシュが存在せず、このピストン61の正
確な停止位置精度が得られ、分注精度を向上することが
できる。<Operation> In this embodiment, the rotational motion is converted into linear motion only by the frictional force between the orthogonal piston 61 and the stepping motor drive shaft 65 by the friction drive method of the linear reciprocating actuator. Can reciprocate. This piston 61
And the stepping motor drive shaft 65 converts the spring force of the disc spring member 76 by 90 degrees by conical rollers 75a and 75b, and presses the piston 61 against the stepping motor drive shaft 65 with an appropriate amount of force. Yes,
There is no slip in the state of static friction. Therefore, no matter which direction the piston 61 moves in the discharge operation or the suction operation, there is no backlash, and accurate stop position accuracy of the piston 61 can be obtained, and dispensing accuracy can be improved. .
【0062】また、弾性リング部材62aは低摩擦材料
のフッ素系材料のOリングのため、前記ピストン61へ
の弾性リング部材62aの凝着等が低減されるため、長
期間にわたって、より高いシール耐圧を維持することが
できる。なお、弾性リング部材62aは上記に限られる
ものではなく、NBR系製、ポリイミド系製、エンジニ
アリングプラスチック系製、超高分子量ポリエチレン系
製であってもピストンの低摺動化が図られ、同様の作用
を有する事ができる。Further, since the elastic ring member 62a is an O-ring made of a fluorine-based material of a low friction material, adhesion of the elastic ring member 62a to the piston 61 and the like are reduced. Can be maintained. The elastic ring member 62a is not limited to the above. Even if the elastic ring member 62a is made of NBR, polyimide, engineering plastic, or ultra-high molecular weight polyethylene, the piston can be made to have low sliding. Can have an effect.
【0063】同様に、このピストン61の摺動力量をさ
らに低下させることができ、低出力のステッピングモー
タが使用できる。なお、前記ピストン61に形成された
平面部61aにより、前記ピストン61は、ピストン6
1軸周りで回転することが無いため、弾性リング部材6
2aに対して、いつも同じ箇所が弾性リング部材62a
と接触し、前記ピストン61の摺動力量の安定性が維持
される。Similarly, the amount of sliding force of the piston 61 can be further reduced, and a low-output stepping motor can be used. In addition, the piston 61 is formed by the flat portion 61a formed on the piston 61 so that the piston 6
The elastic ring member 6 does not rotate around one axis.
2a, the same portion is always the elastic ring member 62a.
And the stability of the sliding force of the piston 61 is maintained.
【0064】なお、前記シリンジピストンポンプ56
は、流路60d側を上部にポート60c側を下部にして
鉛直方向に保持されるため、シリンジ60内に混入した
気泡を洗浄水59aとともに、ノズル部材54の吐出口
54aより簡単に排出することができる。The syringe piston pump 56
Is held in a vertical direction with the flow path 60d side up and the port 60c side down, so that air bubbles mixed into the syringe 60 can be easily discharged from the discharge port 54a of the nozzle member 54 together with the cleaning water 59a. Can be.
【0065】<効果>本実施形態においても、第1の実
施の形態と同様の効果が得られる。なお、本実施形態に
おいて、吐出口径d1、配管内径d2、シリンジピスト
ン先端の吐出口に対する高低差hは図6に示す通りであ
る。さらに、本発明の第2の実施の形態を用いることに
より、吐出時及び吸引時のどちらにおいてもピストン6
1の停止位置にバックラッシュが発生せず、より高い分
注精度を得ることができる。また、摺動性の良好な弾性
リング部材62aを用いることにより、シール部の寿命
が向上し、しかもピストン動作に必要な力量も低減され
るため、ステッピングモータの小型化及び液体分注装置
の小型化が実現できる。<Effects> In this embodiment, the same effects as in the first embodiment can be obtained. In the present embodiment, the discharge port diameter d 1 , the pipe inner diameter d 2 , and the height difference h of the tip of the syringe piston with respect to the discharge port are as shown in FIG. Further, by using the second embodiment of the present invention, the piston 6 can be used both at the time of discharge and at the time of suction.
Backlash does not occur at the 1 stop position, and higher dispensing accuracy can be obtained. Also, by using the elastic ring member 62a having good slidability, the life of the seal portion is improved, and the amount of force required for the piston operation is also reduced, so that the stepping motor and the liquid dispensing device can be downsized. Can be realized.
【0066】[第3実施の形態] <構成>次に、図10〜図15、図18、図19に本発
明の第3の実施の形態を示す。Third Embodiment <Structure> Next, FIGS. 10 to 15, FIGS. 18 and 19 show a third embodiment of the present invention.
【0067】まず、図10は、本発明の第3の実施の形
態に係る液体分注装置であり、図11及び図13は、直
線往復アクチュエータの側面図であり、図12は直線往
復アクチュエータの上面図である。また図14は、ガイ
ドレール78の支持部を示した図であり、図15はリー
ドナットフランジ79形状を示した図である。First, FIG. 10 shows a liquid dispensing apparatus according to a third embodiment of the present invention. FIGS. 11 and 13 are side views of a linear reciprocating actuator. FIG. It is a top view. FIG. 14 is a diagram showing a support portion of the guide rail 78, and FIG. 15 is a diagram showing a shape of the lead nut flange 79.
【0068】本発明の第1の実施の形態と同様に、液体
吸引及び供給系において液体分注装置を以下の配置とし
た。As in the first embodiment of the present invention, the liquid dispensing apparatus is arranged as follows in the liquid suction and supply system.
【0069】はじめに、図10において、シリンジピス
トンポンプ56は、ノズル部材54に直結され、図2に
おける流路60d側を下部に、ポート60c側を上部に
して鉛直方向に保持され、矢印のように鉛直方向に摺動
する。First, in FIG. 10, the syringe piston pump 56 is directly connected to the nozzle member 54, and is held vertically with the flow path 60d side in FIG. 2 as a lower part and the port 60c side as an upper part. It slides vertically.
【0070】ここで、直線往復アクチュエータとして
は、図11〜図13のようなリード方式を採用する。ま
た、ベース71cは、図14に示すようにコの字形状を
なし、ガイドレール78を板バネ81により押圧するた
めの段を有した壁と、ガイドレール78を完全拘束支持
する壁を有している。このガイドレール78に平行に複
数の条数をもつリード80が配置され、一方の端部がベ
ース71cの壁を通過し、ステッピングモータ駆動軸6
5と連結されている。また、もう一方のリード80端部
は、前記ベース71cの壁に図示しないベアリングが内
装され、回転自在に支持されている。Here, as the linear reciprocating actuator, a lead system as shown in FIGS. 11 to 13 is employed. The base 71c has a U-shape as shown in FIG. 14, and has a wall having a step for pressing the guide rail 78 by the leaf spring 81 and a wall for completely restraining and supporting the guide rail 78. ing. A plurality of leads 80 are disposed in parallel with the guide rail 78, and one end of the lead 80 passes through the wall of the base 71c, and the stepping motor drive shaft 6
5 is connected. At the other end of the lead 80, a bearing (not shown) is mounted on the wall of the base 71c and is rotatably supported.
【0071】そしてピストン61は、これらガイドレー
ル78及びリード80と平行に配置され、端部を図15
に示すようなリードナット83を内蔵するリードナット
フランジ79に固定されている。このリードナットフラ
ンジ79には、前記リード80に噛合するリードナット
83、ピストン61を固定するピストン固定穴84、ガ
イドレール78上を円滑に摺動可能な軸受82およびピ
ン68が形成されている。前記リードナットフランジ7
9に形成されたピン68は、前記ベース71cに端部が
固定された引張りバネ69により、前記ピストン61が
吐出動作時に移動する方向(図12において下側方向)
に与圧が付与されている。The piston 61 is disposed in parallel with the guide rail 78 and the lead 80, and has an end portion shown in FIG.
Are fixed to a lead nut flange 79 containing a lead nut 83 as shown in FIG. The lead nut flange 79 is formed with a lead nut 83 that meshes with the lead 80, a piston fixing hole 84 that fixes the piston 61, a bearing 82 that can slide smoothly on the guide rail 78, and a pin 68. The lead nut flange 7
The direction in which the piston 61 moves at the time of a discharging operation (downward direction in FIG. 12) is formed by a tension spring 69 having an end fixed to the base 71c.
Is pressurized.
【0072】また、弾性リング部材62bは低摩擦材料
の二硫化モリブデン含有NBR製Oリングを用いてい
る。そして、前記ノズル部材54は、第1の実施の形態
と同様な構成を有しているが、直接シリンジピストンポ
ンプ56と連結されている部分だけ異なる。The elastic ring member 62b uses an O-ring made of NBR containing molybdenum disulfide as a low friction material. The nozzle member 54 has a configuration similar to that of the first embodiment, except for a portion directly connected to the syringe piston pump 56.
【0073】<作用>前記ノズル部材54と前記シリン
ジピストンポンプ56との配管55a長を極端に短く
し、前記ノズル部材54を前記配管55aと同一とし、
配管による管内摩擦損失をもっとも低くすることができ
る。また、吐出口54aにて高い吐出圧力を実現でき、
確実に微量分注領域下でピストン61の送液量を分離吐
出できる。(吐出口54aにて吐出流速を十分に確保す
ることができる。) なお、シリンジピストンポンプ56のピストン61は、
ステッピングモータ駆動軸65の回転に伴いリード80
が回転し、リード80に噛合するリードナット83によ
りリードナットフランジ79が移動し、これに伴いリー
ドナットフランジ79に固定されたピストン61がガイ
ドレール78をガイドとして往復動作する。引張りバネ
69により、吐出動作方向のみリード80とリードナッ
ト83の間のガタが除去される。<Operation> The length of the pipe 55a between the nozzle member 54 and the syringe piston pump 56 is extremely reduced, and the nozzle member 54 is made the same as the pipe 55a.
In-pipe friction loss due to piping can be minimized. Also, a high discharge pressure can be realized at the discharge port 54a,
The liquid feed amount of the piston 61 can be surely separated and discharged under the minute dispensing area. (A sufficient discharge flow velocity can be secured at the discharge port 54a.) The piston 61 of the syringe piston pump 56 is
With the rotation of the stepping motor drive shaft 65, the lead 80
Is rotated, and the lead nut flange 79 is moved by the lead nut 83 meshing with the lead 80, whereby the piston 61 fixed to the lead nut flange 79 reciprocates using the guide rail 78 as a guide. The play between the lead 80 and the lead nut 83 is removed by the tension spring 69 only in the discharge operation direction.
【0074】以上のように直線往復動作アクチュエータ
はピストン61の少なくとも吐出動作方向でのガタ(バ
ックラッシュ)を除去するためのバックラッシュ除去機
構を有していれば、ピストン61の吐出方向の停止位置
の再現性が向上し、分注精度の良好な分注が可能とな
る。As described above, if the linear reciprocating actuator has the backlash removing mechanism for removing backlash (backlash) in at least the discharging operation direction of the piston 61, the stop position of the piston 61 in the discharging direction is attained. The reproducibility of is improved, and dispensing with good dispensing accuracy can be performed.
【0075】弾性リング部材62bは低摺動助長性の材
料、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、シリコー
ン、PTFE等を添加剤としたNBR系製、フッ素系
製、ポリイミド系製、エンジニアリングプラスチック系
製、超高分子量ポリエチレン系製の低摩擦材料のOリン
グであれば第2の実施の形態と同様な作用が得られ、摺
動力量を低下させ、弾性リング部材の寿命を延ばした
り、付随してステッピングモータの低出力化が実現でき
る。また、断面形状が図18に示すような円錐台形や図
19に示すようなX字形の場合は、弾性リング押え63
により押圧変形したときに、ピストン61との接触面積
を確保したり、僅かな弾性リング部材接触面に弾性力を
集中して、高いシール耐圧が得られる。The elastic ring member 62b is made of an NBR-based, fluorine-based, polyimide-based, engineering plastic-based material with additives of low sliding promoting material, molybdenum disulfide, tungsten disulfide, silicone, PTFE, etc. If the O-ring is made of ultra-high molecular weight polyethylene and is made of a low friction material, the same operation as in the second embodiment can be obtained, the sliding force can be reduced, the life of the elastic ring member can be prolonged, and the stepping can be performed. The motor output can be reduced. If the cross-sectional shape is a truncated cone as shown in FIG. 18 or an X-shape as shown in FIG.
Thus, when pressed and deformed, a contact area with the piston 61 is secured, and an elastic force is concentrated on a slight elastic ring member contact surface, so that a high sealing pressure resistance is obtained.
【0076】<効果>本実施形態においても、第1の実
施の形態と同様の効果が得られる。なお、本実施形態に
おいて、吐出口径d1、配管内径d2、シリンジピスト
ン先端の吐出口に対する高低差hは図10に示す通りで
ある。さらに、本発明の第3の実施の形態により、配管
長を最小にし、シリンジピストンポンプ56とノズル部
材54を直結し、高い分注精度と大幅な小型化が実現で
きる。なお、バックラッシュ除去機構を有する直線往復
アクチュエータによりピストン61停止位置の再現性が
高められ、低摩擦材料の弾性リング部材62bを用いる
ことによりシール部の寿命が向上した小型の液体分注装
置を提供できる。<Effects> In the present embodiment, the same effects as in the first embodiment can be obtained. In the present embodiment, the discharge port diameter d 1 , the pipe inner diameter d 2 , and the height difference h of the tip of the syringe piston with respect to the discharge port are as shown in FIG. Furthermore, according to the third embodiment of the present invention, the pipe length is minimized, the syringe piston pump 56 and the nozzle member 54 are directly connected, and high dispensing accuracy and significant miniaturization can be realized. It should be noted that a linear reciprocating actuator having a backlash removing mechanism enhances the reproducibility of the stop position of the piston 61, and provides a small liquid dispensing device in which the life of the seal portion is improved by using an elastic ring member 62b made of a low friction material. it can.
【0077】[付記] 1.試薬検体を分注する液体分注装置において、回転上
下動する搬送部材に設置され、表面張力Hの試薬検体を
吸引吐出する吐出口径d1を有するノズル部材と、前記
吐出口に対してシリンジ内ピストン先端が上方に高低差
hを有して配置され、ピストンの往復運動により吸引吐
出動作を行うシリンジピストンポンプと、前記シリンジ
ピストンポンプのピストンを往復運動させる直線往復ア
クチュエータと、ピストンとシリンジの間に、シリンジ
に対して位置を固定して設置され、押圧変形により液体
をシールする弾性リング部材と、シリンジピストンポン
プとノズル部材を連結し、試薬検体が流速Vにて流れる
長さL、内径d2の配管とを有し、 4H/d1<γ(h−kLV/d2 2) (γ:試薬検体の比重、k:試薬検体の運動粘性係数を
含む係数)なる関係にて構成されていることを特徴とす
る液体分注装置。[Supplementary Notes] In dispensing liquid dispensing apparatus the reagent analyte, rotation is disposed vertically movable in the conveying member, a nozzle member having a discharge port diameter d 1 for sucking and discharging the reagent specimen surface tension H, the syringe relative to the discharge port A syringe piston pump in which the piston tip is arranged with a height difference h above and performs a suction / discharge operation by reciprocating motion of the piston, a linear reciprocating actuator for reciprocating the piston of the syringe piston pump, and between the piston and the syringe. An elastic ring member, which is fixed in position with respect to the syringe and seals the liquid by pressing deformation, connects the syringe piston pump and the nozzle member, and the length L and the inner diameter d of the reagent sample flowing at the flow velocity V and a second piping, 4H / d 1 <γ ( h-kLV / d 2 2) (γ: specific gravity reagent analyte, k: kinetic viscosity of the reagent analyte Liquid dispensing apparatus characterized in that it is constituted by the coefficient) the relationship includes.
【0078】(対応する発明の実施の形態)この発明に
関する実施の形態は、第1〜第3の実施の形態が対応す
る。(Corresponding Embodiment of the Invention) Embodiments relating to the present invention correspond to the first to third embodiments.
【0079】ノズル部材は吐出口付近が絞り加工された
耐食性の金属円管又はガラス円管又はテフロン円管を示
す。The nozzle member is a corrosion-resistant metal pipe, glass pipe or Teflon pipe whose area around the discharge port is drawn.
【0080】直線往復アクチュエータはステッピングモ
ータの回転運動を直線往復動作に変換するアクチュエー
タを示す。The linear reciprocating actuator is an actuator that converts the rotational motion of the stepping motor into a linear reciprocating motion.
【0081】弾性リング部材はアクリロニトリルブタジ
エンゴム(以下:NBRと略す)材料のOリング、フッ
素系材料のOリングを示す。The elastic ring members are an O-ring made of acrylonitrile butadiene rubber (hereinafter abbreviated as NBR) and an O-ring made of a fluorine-based material.
【0082】(作用、効果)一般に、ノズル部材の吐出
口まで液体が充填されている状態において、吐出口径を
d1、使用する液体の表面張力をHとすると吐出口端面
での表面張力による圧力P1はP1=4H/d1にて表
される。このP1よりも大きな吐出圧力P2を付与する
ことにより、吐出口より液体が吐出される。(Operation and Effect) In general, in the state where the liquid is filled up to the discharge port of the nozzle member, if the discharge port diameter is d 1 and the surface tension of the liquid to be used is H, the pressure due to the surface tension at the end face of the discharge port P 1 is represented by P 1 = 4H / d 1 . By applying a large discharge pressure P 2 than the P 1, liquid is discharged from the discharge port.
【0083】吐出圧力P2は、配管長さL、配管径
d2、配管曲げ曲率などの圧力損失△Pにより、大きく
低下し、この中でも、配管の長さLによる損失は液体分
注装置を構成する上で大きく影響する。また、吐出圧力
を発生させる源となるシリンジピストンポンプ(シリン
ジ内ピストン先端)の吐出口に対する高低差h(吐出口
の高さhoutとシリンジピストン先端の高さhinの高低
差)も吐出圧力P2に関与し、これらをまとめると以下
のような式に表すことができる。The discharge pressure P 2 is greatly reduced by a pressure loss ΔP such as a pipe length L, a pipe diameter d 2 , and a pipe bending curvature. Among them, the loss due to the pipe length L is reduced by the liquid dispensing apparatus. This has a significant effect on configuration. Further, (height difference in height hin height hout the syringe piston tip of the discharge port) height difference h for the outlet of the source to become a syringe piston pump for generating the discharge pressure (piston tip the syringe) the ejection pressure P 2 And these can be summarized into the following equation.
【0084】ベルヌイの定理より、 Pin/γ+Vin2/2g+hin=Pout/γ+Vout2/2
g+hout−△P=一定 (hin−hout)=γ(Vout2/2g−Vin2/2g)+
γ(hout−hin)−γ△P よって、 P2=γ(△V+h−△P) γ:液体比重 V:流速差による速度ヘッド(:正なる値、吐出口流速
Vout>シリンジ内流速Vin) 圧力損失△Pの内、配管の長さによる摩擦損失ヘッド
は、ハーゲンポアゾイユの法則より、 △P=32νLV/(gd2 2) △P=kLV/d2 2 k:液体の運動粘性係数(:ν)などを含む係数 V:配管内液体流速 よって、高低差hは吐出口よりも上方に配置すれば、吐
出圧力P2を大きくすることができ、吐出口よりも下方
に配置すれば、吐出圧力P2を小さくすることになる。
また、配管長さを短く、配管径を大きくすれば、圧力損
失は小さく抑えることができる。[0084] from the theorem of Bernoulli, Pin / γ + Vin 2 / 2g + hin = Pout / γ + Vout 2/2
g + hout−ΔP = constant (hin−hout) = γ (Vout 2 / 2g−Vin 2 / 2g) +
γ (hout−hin) −γ △ P Therefore, P 2 = γ (△ V + h− △ P) γ: liquid specific gravity V: velocity head due to flow velocity difference (: positive value, discharge port flow velocity Vout> flow velocity in syringe Vin) Of the pressure loss ΔP, the friction loss head due to the length of the pipe is ΔP = 32νLV / (gd 2 2 ) ΔP = kLV / d 2 2 k: kinematic viscosity coefficient of liquid according to Hagenpoazoille's law (: [nu) coefficients, etc. V: liquid flow rate in the pipe Therefore, if disposed above the height difference h is the discharge port, it is possible to increase the discharge pressure P 2, when arranged below the discharge opening It would be to reduce the discharge pressure P 2.
In addition, if the length of the pipe is reduced and the diameter of the pipe is increased, the pressure loss can be reduced.
【0085】つまり、少なくとも4H/d1<γ(h−
kLV/d2 2)なる関係を維持することにより、流速
差による速度ヘッドに関わらず、確実に吐出させること
が可能となる。That is, at least 4H / d 1 <γ (h−
By maintaining the relationship of kLV / d 2 2 ), it is possible to reliably discharge regardless of the speed head due to the flow velocity difference.
【0086】よって、吐出口よりも上方にシリンジピス
トンポンプを配置し、シリンジピストンポンプとノズル
部材とを連結する配管を可能な限り短くすることによ
り、微量分注時に、吐出口での表面張力を上回る吐出圧
力を容易に得ることができる。また、シリンジピストン
ポンプ内のシリンジとピストン部のシール機構に押圧変
形させた安価な弾性リング部材を用いることにより、長
寿命で確実なシール耐圧を実現でき、微量分注時の分注
精度悪化を防止し、小型の液体分注装置が実現できる。Therefore, by disposing the syringe piston pump above the discharge port and making the piping connecting the syringe piston pump and the nozzle member as short as possible, the surface tension at the discharge port can be reduced when dispensing a small amount. A higher discharge pressure can be easily obtained. In addition, by using an inexpensive elastic ring member that is pressed and deformed for the syringe inside the syringe piston pump and the seal mechanism of the piston part, a long service life and reliable sealing pressure resistance can be realized, and the dispensing accuracy when dispensing a small amount is reduced. Thus, a small liquid dispensing apparatus can be realized.
【0087】2.上記シリンジピストンポンプ及び直線
往復アクチュエータは搬送部材上に設置され、直線往復
アクチュエータはバックラッシュ除去機構を有したラッ
クピニオン方式、フリクションドライブ方式、リード方
式の少なくとも一つの駆動方式により構成されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の液体分注装
置。2. The syringe piston pump and the linear reciprocating actuator are installed on a conveying member, and the linear reciprocating actuator is configured by at least one of a rack and pinion system having a backlash removing mechanism, a friction drive system, and a lead system. The liquid dispensing device according to claim 1, characterized in that:
【0088】(対応する発明の実施の形態)この発明に
関する実施の形態は、第1〜第3の実施の形態が対応す
る。(Corresponding Embodiment of the Invention) Embodiments relating to the present invention correspond to the first to third embodiments.
【0089】直線往復アクチュエータはステッピングモ
ータを含み、モータの回転運動をラックピニオン方式、
フリクションドライブ方式、リード方式により直線往復
動作に変換するアクチュエータを示す。The linear reciprocating actuator includes a stepping motor, and the rotation of the motor is controlled by a rack and pinion method.
This shows an actuator that converts into a linear reciprocating motion by a friction drive system and a lead system.
【0090】バックラッシュ除去機構は引張りバネ、皿
バネ部材と円錐ローラーを示す。The backlash removing mechanism includes a tension spring, a disc spring member, and a conical roller.
【0091】(作用、効果)回転運動を直線運動に変換
するためにラックピニオン方式、フリクションドライブ
方式、リード方式のいずれかの方式を用い、安価な直線
往復アクチュエータにより、シリンジピストンポンプを
動作させることができる。また、機械構成上、小型化が
容易となり、搬送部材上に設置可能である。よって、シ
リンジピストンポンプとノズル部材とを連結する配管を
短くでき、搬送部材回転上下動作による配管内の脈動現
象が発生せず、高い分注精度を微量分注下でも維持する
ことができる。(Effect, Effect) To operate the syringe piston pump by an inexpensive linear reciprocating actuator by using any one of the rack and pinion system, friction drive system, and lead system to convert the rotary motion into linear motion. Can be. Further, the size can be easily reduced due to the mechanical configuration, and the apparatus can be installed on the transport member. Therefore, the pipe connecting the syringe piston pump and the nozzle member can be shortened, the pulsation phenomenon in the pipe due to the vertical movement of the conveying member does not occur, and high dispensing accuracy can be maintained even when dispensing a small amount.
【0092】3.シリンジ内のピストンの往復運動によ
り、ノズル部材の吐出口より試薬検体を分注するシリン
ジピストンポンプを内蔵した液体分注装置において、シ
リンジピストンポンプは、ピストンとシリンジの間にシ
リンジに対して位置を固定して設置され、押圧変形によ
り液体をシールし、前記ピストンとの接触面積が少ない
断面形状を備えた低摩擦材料の弾性リング部材を有して
いることを特徴とする液体分注装置。3. In a liquid dispensing apparatus incorporating a syringe piston pump for dispensing a reagent sample from a discharge port of a nozzle member by reciprocating movement of a piston in a syringe, the syringe piston pump is positioned between the piston and the syringe with respect to the syringe. A liquid dispensing apparatus, comprising: an elastic ring member of a low friction material which is fixedly installed, seals a liquid by press deformation, and has a cross-sectional shape having a small contact area with the piston.
【0093】(対応する発明の実施の形態)この発明に
関する実施の形態は、第2、第3の実施の形態が対応す
る。(Corresponding Embodiments of the Invention) Embodiments of the present invention correspond to the second and third embodiments.
【0094】弾性リング部材は、断面形状がピストンと
の接触面積が少ない断面形状で形成され、低摩擦材料の
Oリングを示す。The elastic ring member has an O-ring made of a low-friction material having a cross-sectional shape having a small contact area with the piston.
【0095】(作用、効果)弾性リング部材を低摩擦材
料により形成し、断面形状をピストンとの接触面積が少
ない断面形状とすることにより、高いシール耐圧を維持
したまま、ピストン動作力量を低減し、しかも弾性リン
グ部材の耐久性を向上することができる。よって、小型
低出力の直線往復アクチュエータでもピストンが動作可
能となり、搬送部材上への設置及び搬送部材設置時のイ
ナーシャを小さくできるメンテナンスフリーの小型液体
分注装置が提供できる。(Operation, Effect) By forming the elastic ring member from a low-friction material and forming the cross-sectional shape into a cross-sectional shape having a small contact area with the piston, the amount of piston operating force can be reduced while maintaining a high sealing pressure resistance. In addition, the durability of the elastic ring member can be improved. Therefore, the piston can operate even with a small-sized and low-output linear reciprocating actuator, and a maintenance-free small liquid dispensing device that can reduce the inertia at the time of installation on the transfer member and at the time of setting the transfer member can be provided.
【0096】4.前記断面形状が、円形又は円錐台形又
はX字形で形成されていることを特徴とする付記3記載
の液体分注装置。4. 4. The liquid dispensing device according to claim 3, wherein the cross-sectional shape is a circle, a truncated cone, or an X-shape.
【0097】(対応する発明の実施の形態)この発明に
関する実施の形態は、第2、第3の実施の形態が対応す
る。(Corresponding Embodiments of the Invention) Embodiments of the present invention correspond to the second and third embodiments.
【0098】弾性リング部材は、断面形状が円形又は円
錐台形又はX字形で形成され、低摩擦材料のOリングを
示す。The elastic ring member has a circular, truncated conical or X-shaped cross section, and indicates an O-ring made of a low friction material.
【0099】(作用、効果)付記3の効果と同様。(Operation, Effect) The same as the effect of Appendix 3
【0100】[0100]
【発明の効果】本発明によれば、微小領域下での分注を
行う際に、吐出口での吐出圧力低下を防止し、分注精度
を維持できる小型の液体分注装置を提供することができ
る。また、本発明によれば、取り扱いが容易で、コスト
を大幅に削減でき、耐久性の優れた液体分注装置を提供
することができる。また、ピストンの摺動抵抗を小さく
し、直線往復アクチュエータの負荷を低下させることが
できる小型の液体分注装置を提供することができる。According to the present invention, it is possible to provide a small liquid dispensing apparatus capable of preventing a drop in discharge pressure at a discharge port and maintaining dispensing accuracy when dispensing in a small area. Can be. Further, according to the present invention, it is possible to provide a liquid dispensing apparatus which is easy to handle, can greatly reduce the cost, and has excellent durability. Further, it is possible to provide a small liquid dispensing apparatus capable of reducing the sliding resistance of the piston and reducing the load on the linear reciprocating actuator.
【図1】本発明の実施の第1の形態に係る液体分注装置
及び液体吸引、供給配管経路を示した概略図。FIG. 1 is a schematic diagram showing a liquid dispensing apparatus and a liquid suction / supply pipe route according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施の第1の形態に係る液体分注装置
の断面図。FIG. 2 is a sectional view of the liquid dispensing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施の第1の形態に係る直線往復アク
チュエータの上面拡大図。FIG. 3 is an enlarged top view of the linear reciprocating actuator according to the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明の実施の第1の形態に係る直線往復アク
チュエータの側面拡大図。FIG. 4 is an enlarged side view of the linear reciprocating actuator according to the first embodiment of the present invention.
【図5】本発明の実施の第1の形態に係る吐出口圧力差
とモータ回転速度の関係を示す図。FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a discharge port pressure difference and a motor rotation speed according to the first embodiment of the present invention.
【図6】本発明の実施の第2の形態に係る液体分注装
置。FIG. 6 is a liquid dispensing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
【図7】本発明の実施の第2の形態に係る直線往復アク
チュエータの斜視図。FIG. 7 is a perspective view of a linear reciprocating actuator according to a second embodiment of the present invention.
【図8】本発明の実施の第2の形態に係る直線往復アク
チュエータの側面図。FIG. 8 is a side view of a linear reciprocating actuator according to a second embodiment of the present invention.
【図9】本発明の実施の第3の形態に係るピストン軸形
状を示している図。FIG. 9 is a diagram showing a piston shaft shape according to a third embodiment of the present invention.
【図10】本発明の実施の第3の形態に係る液体分注装
置。FIG. 10 is a liquid dispensing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
【図11】本発明の実施の第3の形態に係る直線往復ア
クチュエータの側面図。FIG. 11 is a side view of a linear reciprocating actuator according to a third embodiment of the present invention.
【図12】本発明の実施の第3の形態に係る直線往復ア
クチュエータの上面図。FIG. 12 is a top view of a linear reciprocating actuator according to a third embodiment of the present invention.
【図13】本発明の実施の第3の形態に係る直線往復ア
クチュエータの側面図。FIG. 13 is a side view of a linear reciprocating actuator according to a third embodiment of the present invention.
【図14】本発明の実施の第3の形態に係るガイドレー
ルの支持部を示した図。FIG. 14 is a view showing a support portion of a guide rail according to a third embodiment of the present invention.
【図15】本発明の実施の第3の形態に係るリードナッ
トフランジ形状を示した図。FIG. 15 is a diagram showing a lead nut flange shape according to a third embodiment of the present invention.
【図16】本発明の実施の第1の形態に係る押圧変形前
のシール部拡大断面図。FIG. 16 is an enlarged cross-sectional view of a seal portion before pressing deformation according to the first embodiment of the present invention.
【図17】本発明の実施の第1の形態に係る押圧変形後
のシール部拡大断面図。FIG. 17 is an enlarged cross-sectional view of the seal portion after pressing deformation according to the first embodiment of the present invention.
【図18】本発明の実施の第3の形態に係る流路の断面
形状が円錐台形である図。FIG. 18 is a view showing a cross section of a flow channel according to a third embodiment of the present invention having a truncated cone shape.
【図19】本発明の実施の第3の形態に係る流路の断面
形状がX字形である図FIG. 19 is a diagram in which the cross-sectional shape of the flow channel according to the third embodiment of the present invention is X-shaped.
【図20】従来の試薬分注装置の構成を示す図。FIG. 20 is a diagram showing a configuration of a conventional reagent dispensing apparatus.
【図21】従来のシリンダポンプを示す図。FIG. 21 is a view showing a conventional cylinder pump.
54…ノズル部材、51…洗浄槽、52a…液体サンプ
ル、53…反応容器、56…シリンジピストンポンプ、
57…電磁弁、58…送水ポンプ、59…液体供給タン
ク、60…シリンジ、61…ピストン、65…ステッピ
ングモータ駆動軸、69…バネ、108…シリンダ54: nozzle member, 51: washing tank, 52a: liquid sample, 53: reaction vessel, 56: syringe piston pump,
57: solenoid valve, 58: water pump, 59: liquid supply tank, 60: syringe, 61: piston, 65: stepping motor drive shaft, 69: spring, 108: cylinder
Claims (3)
て、 回転上下動する搬送部材に設置され、表面張力Hの試薬
検体を吸引吐出する吐出口径d1を有するノズル部材
と、 前記吐出口に対してシリンジ内ピストンの先端が上方に
高低差hを有して配置され、ピストンの往復運動により
吸引吐出動作を行うシリンジピストンポンプと、 前記シリンジピストンポンプのピストンを往復運動させ
る直線往復アクチュエータと、 ピストンとシリンジの間に、シリンジに対して位置を固
定して設置され、押圧変形により液体をシールする弾性
リング部材と、 シリンジピストンポンプとノズル部材を連結し、試薬検
体が流速Vにて流れる長さL、内径d2の配管とを有
し、 4H/d1<γ(h−kLV/d2 2) (γ:試薬検体の比重、k:試薬検体の運動粘性係数を
含む係数)なる関係にて構成されていることを特徴とす
る液体分注装置。1. A liquid dispensing apparatus which dispenses a reagent analyte minute, is installed in the conveying member that rotates vertically movable, the nozzle member having a discharge port diameter d 1 for sucking and discharging the reagent specimen surface tension H, the discharge port A syringe piston pump in which the tip of the syringe inner piston is arranged with a height difference h upward, and performs a suction / discharge operation by reciprocation of the piston; and a linear reciprocating actuator for reciprocating the piston of the syringe piston pump. An elastic ring member which is installed between the piston and the syringe at a fixed position with respect to the syringe and seals the liquid by pressing deformation, and a syringe piston pump and a nozzle member are connected, and the reagent sample flows at a flow velocity V. length L, a and a pipe inner diameter d 2, 4H / d 1 < γ (h-kLV / d 2 2) (γ: reagent analyte specific gravity, k: reagent A liquid dispensing device characterized by a relationship including a kinematic viscosity coefficient of a sample).
復アクチュエータは搬送部材上に設置され、直線往復ア
クチュエータはバックラッシュ除去機構を有したラック
ピニオン方式、フリクションドライブ方式、又はリード
方式の少なくとも一つの駆動方式により構成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の液体分注装置。2. The syringe piston pump and the linear reciprocating actuator are mounted on a transfer member, and the linear reciprocating actuator is driven by at least one of a rack and pinion system having a backlash removing mechanism, a friction drive system, and a lead system. The liquid dispensing device according to claim 1, wherein the liquid dispensing device is configured.
り、ノズル部材の吐出口より試薬検体を分注するシリン
ジピストンポンプを内蔵した液体分注装置において、 前記シリンジピストンポンプは、前記ピストンとシリン
ジの間において、前記シリンジに対して位置を固定して
設置され、押圧変形により液体をシールし、前記ピスト
ンとの接触面積が少ない断面形状を備えた低摩擦材料の
弾性リング部材を有していることを特徴とする液体分注
装置。3. A liquid dispensing apparatus incorporating a syringe piston pump for dispensing a reagent sample from a discharge port of a nozzle member by reciprocating motion of a piston in a syringe, wherein the syringe piston pump is provided between the piston and the syringe. In the above, the elastic ring member of a low-friction material, which is installed in a fixed position with respect to the syringe, seals the liquid by pressing deformation, and has a cross-sectional shape having a small contact area with the piston. Characterized liquid dispensing device.
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Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002372545A (en) * | 2001-06-14 | 2002-12-26 | Aloka Co Ltd | Dispensing device |
JP2002372546A (en) * | 2001-06-14 | 2002-12-26 | Aloka Co Ltd | Dispensing device |
JP2004239697A (en) * | 2003-02-05 | 2004-08-26 | Hitachi High-Technologies Corp | Chemical analyzer |
JP2004347513A (en) * | 2003-05-23 | 2004-12-09 | Hitachi Ltd | Sample transfer device |
JP2006509153A (en) * | 2002-12-06 | 2006-03-16 | ベーリンガー インゲルハイム インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Piston pumping system |
JP2006343245A (en) * | 2005-06-09 | 2006-12-21 | Olympus Corp | Dispenser and analyzer |
JP2006343246A (en) * | 2005-06-09 | 2006-12-21 | Olympus Corp | Dispenser and analyzer |
JP2007537846A (en) * | 2004-04-27 | 2007-12-27 | ベックマン コールター,インコーポレイティド | Hysteresis compensator |
JP2008134159A (en) * | 2006-11-28 | 2008-06-12 | Olympus Corp | Dispensing device and automatic analyzer |
JP2021152554A (en) * | 2014-04-11 | 2021-09-30 | レオセンス,インコーポレイテッド | Viscometer and method for using the same |
CN116754758A (en) * | 2023-08-24 | 2023-09-15 | 遂宁市中心医院 | Sepsis immune function monitoring facilities |
CN116930484A (en) * | 2023-07-17 | 2023-10-24 | 泰州欣康生物技术有限公司 | Microfluidic magnetic particle chemiluminescent reaction device |
US12078582B2 (en) | 2021-05-10 | 2024-09-03 | Rheosense, Inc. | Viscometer with reduced dead-volume and high dynamic range |
-
2000
- 2000-03-17 JP JP2000077131A patent/JP2001264341A/en not_active Withdrawn
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002372545A (en) * | 2001-06-14 | 2002-12-26 | Aloka Co Ltd | Dispensing device |
JP2002372546A (en) * | 2001-06-14 | 2002-12-26 | Aloka Co Ltd | Dispensing device |
JP2006509153A (en) * | 2002-12-06 | 2006-03-16 | ベーリンガー インゲルハイム インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Piston pumping system |
JP2004239697A (en) * | 2003-02-05 | 2004-08-26 | Hitachi High-Technologies Corp | Chemical analyzer |
JP2004347513A (en) * | 2003-05-23 | 2004-12-09 | Hitachi Ltd | Sample transfer device |
JP2007537846A (en) * | 2004-04-27 | 2007-12-27 | ベックマン コールター,インコーポレイティド | Hysteresis compensator |
JP2006343246A (en) * | 2005-06-09 | 2006-12-21 | Olympus Corp | Dispenser and analyzer |
JP2006343245A (en) * | 2005-06-09 | 2006-12-21 | Olympus Corp | Dispenser and analyzer |
JP2008134159A (en) * | 2006-11-28 | 2008-06-12 | Olympus Corp | Dispensing device and automatic analyzer |
JP2021152554A (en) * | 2014-04-11 | 2021-09-30 | レオセンス,インコーポレイテッド | Viscometer and method for using the same |
JP7264944B2 (en) | 2014-04-11 | 2023-04-25 | レオセンス,インコーポレイテッド | Viscometer and its usage |
US12078582B2 (en) | 2021-05-10 | 2024-09-03 | Rheosense, Inc. | Viscometer with reduced dead-volume and high dynamic range |
CN116930484A (en) * | 2023-07-17 | 2023-10-24 | 泰州欣康生物技术有限公司 | Microfluidic magnetic particle chemiluminescent reaction device |
CN116754758A (en) * | 2023-08-24 | 2023-09-15 | 遂宁市中心医院 | Sepsis immune function monitoring facilities |
CN116754758B (en) * | 2023-08-24 | 2023-10-20 | 遂宁市中心医院 | Sepsis immune function monitoring facilities |
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