| 【発明の名称】 |
液体吐出装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】茅原 敏広
【氏名】舘野 一博
【氏名】坪田 吉民
【氏名】武智 貞利
【氏名】浮穴 雄二
【氏名】若狭 暁
【氏名】武智 主弘
【氏名】古川 英夫
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| 【要約】 |
【課題】弾性チューブの疲労劣化を防止し、弾性チューブの長寿命化を図り、長期間に亘る正確な定量吐出作動の確保を図る。
【解決手段】１個の押圧ローラ４を設けた本体２と、弾性チューブ１７の一端に吐出液体の貯留体１８を接続するとともに、他端に逆止弁１９を接続した液体カートリッジ２０を収納した液体カセット３とからなり、この液体カセット３を前記弾性チューブ１７が前記押圧ローラ４の押圧作動を受けるように着脱自在に装着し、前記押圧ローラ４の回転運動により、前記押圧ローラ４の前記弾性チューブ１７に対する押圧作動が、作用時と非作用時とを繰り返して液体を定量ずつ吐出することを特徴とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 １個の押圧ローラ４を設けた本体２と、弾性チューブ１７の一端に吐出液体の貯留体１８を接続するとともに、他端に逆止弁１９を接続した液体カートリッジ２０を収納した液体カセット３とからなり、この液体カセット３を前記弾性チューブ１７が前記押圧ローラ４の押圧作動を受けるように着脱自在に装着し、前記押圧ローラ４の回転運動により、前記押圧ローラ４の前記弾性チューブ１７に対する押圧作動が、作用時と非作用時とを繰り返して液体を定量ずつ吐出することを特徴とする液体吐出装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、水の溶存酸素濃度，水の硬度，水のｐＨ値等を測定する際に用いられる各種液状試薬の定量吐出装置および医療分野における各種薬液の定量吐出装置あるいは定量注入装置に関するにので、液体カセットを着脱自在なカセット方式とした液体吐出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、水質の各種検査に際しては、各種液状試薬の定量吐出装置として、一般的にローラポンプ装置あるいはチューブポンプ装置が使用されている。また、医療分野においても、各種薬液の定量吐出装置あるいは定量注入装置として、同様のポンプ装置が使用されている。これらのポンプ装置については、弾性チューブを着脱自在なカセット方式とした技術が種々提案されており、たとえば特開昭５９−１６２３８１号（米国特許第４５３７５６１号）や特開平１−３１３６８３号（米国特許第４８８６４３１号）等において開示されている。
【０００３】これらの公知例にあっては、いずれも、弾性チューブのみをカセット式に着脱自在としたものであり、その定量吐出作動あるいは定量注入作動は、チューブ受けとなる円弧状ガイド部に添って配置された弾性チューブを多数の押圧ローラで押圧挟持しながら、各押圧ローラを円軌跡上において回転移動させ、これにより弾性チューブの押圧閉塞箇所を駆動軸の回転方向に添って順次移動させ、弾性チューブ内の試薬あるいは薬液等，すなわち液体を吸引吐出する構成となっている。この際、隣合う２つの押圧ローラにより、弾性チューブ内の液体を計量して送るため、円弧状ガイド部には少なくとも１つの押圧ローラが弾性チューブを閉塞した状態で当接している。このため、円弧状ガイド部には、常時、少なくとも１つの押圧ローラが弾性チューブを閉塞した状態で当接していることになり、吐出作動の休止時には弾性チューブが偏平に変形したままとなる。そして、吐出作動の休止時間が長くなると、吐出作動の再開時に弾性チューブの復元力が弱くなるとともに、弾性チューブの疲労劣化が発生し、長期に亘り正確な吸引吐出作動ができないと云う問題点を有している。
【０００４】また、前記公知例においては、弾性チューブのみがカセット式に着脱自在となっているにずぎないものであるから、その使用に際しては、１種類の液体しか吐出することができず、他種類の液体を吐出するに際しては、弾性チューブの一端を他種類の液体貯留部（液体タンク）に付け替えたり，接続し直したりするか、あるいは液体貯留部内の液体を入れ替えたりしなければならず、これに加えて他種類の液体の吐出のために、弾性チューブの洗浄が必要となる。このように、前記公知例にあっては、きわめて汎用性に乏しい構成となっており、汎用性を求めると、非常に煩雑な操作が強いられることになる。とくに、この種の試薬あるいは薬液等の液体は、空気に触れると、その性質や効能が変質したり、劣化すると云う劣化問題がある。さらに、液体の入れ替えに際しては、気泡の混入と云う問題にも注意しなければならないと云う問題点を有している。
【０００５】さらに、各種の水質検査や医療分野においては、２種類あるいはそれ以上の種類の液体を混合して吐出する場合があるが、このような場合、前記公知例にあっては、数種類の液体を予め混合した状態で貯留しておかざるを得ず、混合液体の長期間に亘る効能維持は深刻な問題点となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明は、前記問題点に鑑み、弾性チューブの疲労劣化を防止し、弾性チューブの長寿命化を図り、長期間に亘る正確な定量吐出作動の確保を図ることを第一の解決課題としており、またこの種の装置における汎用性を高めるとともに、簡単な操作での汎用性を高める装置を実現し、しかも試薬あるいは薬液の劣化問題が生じることのないようにすることを第二の解決課題としており、さらに多種類の試薬あるいは薬液の混合適用に際しても、混合液体の貯留問題が発生しないようにすることを第三の解決課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、１個の押圧ローラを設けた本体と、弾性チューブの一端に吐出液体の貯留体を接続するとともに、他端に逆止弁を接続した液体カートリッジを収納した液体カセットとからなり、この液体カセットを前記弾性チューブが前記押圧ローラの押圧作動を受けるように着脱自在に装着し、前記押圧ローラの回転運動により、前記押圧ローラの前記弾性チューブに対する押圧作動が、作用時と非作用時とを繰り返して液体を定量ずつ吐出することを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態について説明すると、この発明は、押圧ローラの回転運動により、この押圧ローラと円弧状ガイド部との間で弾性チューブを押圧閉塞して液体を定量吐出する液体吐出装置において実現される。この発明は、押圧ローラを設けた本体と、この本体に対し、吐出液体を収容した液体カセットを着脱自在に装着する構成となっている。この液体カセットは、弾性チューブの一端に吐出液体の貯留体を接続し、他端に逆止弁を接続して構成された一体構造の液体カートリッジを収納したものとして実現される。すなわち、この液体カートリッジは、貯留体と弾性チューブとを一体構造としており、かつ弾性チューブの他端に接続した逆止弁の機能と相まって、吐出液体の効能維持を図っており、また弾性チューブを有することに起因する剛性不足をカセット内に収容することにより解消し、この液体カセットにより本体への着脱を確実なものとしている。そして、この液体カセットは、弾性チューブが押圧ローラの回転運動に伴う押圧作動を受けるように装着される。したがって、液体カセットは、吐出液体の所期の効能を維持しつつ、簡単な着脱操作で確実に吐出装置に適用される。また、この液体カセットは、貯留体と弾性チューブとを一体構造としてあるので、液体が空気に触れることがないことはもちろん、気泡混入と云う問題も発生しない。
【０００９】そして、この発明は、弾性チューブに対する押圧作動を行う押圧ローラが、１個の押圧ローラにより構成されている。この押圧ローラは、本体に設けた回転駆動軸に固着した駆動アームの先端部に回転自在に装着したものとして実現される。この押圧ローラが１個であることにより、回転駆動軸の回転に伴う押圧ローラの回転運動により、弾性チューブに対する押圧作動が、作用時と非作用時とを繰り返すことになる。すなわち、弾性チューブは、押圧ローラによる常時押圧から開放される。したがって、弾性チューブの復元力が弱くなると云うこともなく、疲労劣化が発生しない。また、液体カセットの着脱操作を押圧ローラの非作用時に行うことができ、液体カセットを簡単かつ確実に着脱することができる。さらに、ある種類の液体の吐出作動の途中において、他の種類の液体の吐出作動が必要になっても、押圧ローラを非作用時の位置に位置させた状態で液体カセットを取り替えるのみで簡単に行うことができる。
【００１０】また、この発明の実施の形態としては、前記回転駆動軸の軸方向に適宜な間隔をもって押圧ローラを複数個並列配置し、この個数に対応して前記液体カセットを着脱自在に装着する構成として実現することができる。このように、複数セットの吐出箇所を設けることにより、多種類の液体の混合吐出が可能となる。すなわち、要求される吐出液体をその種類ごとに単独の液体カセットとして準備しておき、混合すべき液体カセットをそれぞれ装着するのみで実現することができる。この際、混合比率を変えて吐出する必要があるときは、前記弾性チューブの内径が異なった液体カセットとして準備しておくことにより簡単に対応することができる。したがって、複数種類の液体を予め混合する必要がないとともに、混合状態での貯留に伴う効能維持と云う対応も全く不要となる。
【００１１】また、この発明において、前記液体カセットは、別個にカセットケースを構成し、このカセットケース内に前記液体カートリッジを収納配置することにより実現することが好適である。このカセットケースは、前記押圧ローラと共働する円弧状ガイド部と、前記押圧ローラの回転運動時、この押圧ローラが出入りする窓部と、吐出液体の貯留体を収容する収容部とを備えた構成となっている。すなわち、前記押圧ローラと共働する部材および前記押圧ローラの押圧作動を助成する部材を全てこのカセットケースに設けた構成としている。したがって、本体には、前記押圧ローラとこの回転駆動機構を設けるのみでよいことになり、本体の構造を簡素なものとすることができ、装置全体としてのコンパクト化を図ることができる。
【００１２】さらに、この発明にあっては、前記カセットケースを分割形成し、両部材で前記液体カートリッジを挟持収納することにより実現することが好適である。分割形成に際しては、一方のケース部材に前記円弧状ガイド部を形成し、また他方のケース部材に前記窓部を形成したものとして分割し、この両ケース部材によって前記液体カートリッジを挟持する。そして、この挟持に際しては、前記弾性チューブの両端部における前記貯留体および前記逆止弁との接続部分を確実に挟持するように構成する。すなわち、両ケース部材には、両接続部分の挟持部がそれぞれ形成されている。また、他の分割形成としては、他方のケース部材を蓋部材とする構成も実施に応じて好適である。したがって、両ケース部材を接合して一体構造とするに際して、両ケース部材で前記液体カートリッジを挟持するので、とくに両接続部分を確実に挟持するので、前記液体カートリッジの一体構造が強固なものとなる。
【００１３】
【実施例】以下、この発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。ここに説明する具体的実施例は、液状試薬を用い、この液状試薬を定量ずつ吐出することにより、水の硬度を測定する硬度測定装置について、この発明を実施した場合の実施例として説明する。図１は、この発明に係る液体吐出装置を硬度測定装置の本体に装着した状態を概略的に示す正面視における断面説明図であり、また図２は、図１の側面視における断面説明図であり、さらに図３は、この発明に係る液体吐出装置を硬度測定装置の本体から離脱した状態を概略的に示す側面視における断面説明図である。
【００１４】図１〜図３において、この発明に係る液体吐出装置１は、基本的に水の硬度測定装置の本体２と、この本体２に着脱自在に装着する液体カセット３とにより構成されている。
【００１５】まず、硬度測定装置の本体２について、その概略を説明すると、この本体２には、後述する弾性チューブ１７を押圧し、液状試薬を定量ずつ吐出する押圧ローラ４が設けられている。この押圧ローラ４は、回転駆動軸５に固着された駆動アーム６の先端部に回転自在に装着されており、回転駆動軸５の回転運動に伴って、自転しつつ弾性チューブ１７を押圧する。そして、回転駆動軸５は、カップリング７を介して本体２に設けられた駆動モータ８と連結されている。この駆動モータ８は、硬度測定装置の測定タイミングに連動して駆動するもので、測定タイミングに対応して液状試薬の定量吐出を行うように、回転駆動軸５を介して押圧ローラ４に回転運動を行わせる。
【００１６】この発明における押圧ローラ４は、前記回転駆動軸５に１個装着されたものであり、前記駆動モータ８の測定タイミングに応じた前記回転駆動軸５の回転運動に伴って、弾性チューブ１７に対する押圧作動を行う作用時と、押圧作動を行わない非作用時とを繰り返す構成となっている。
【００１７】そして、前記本体２内には、被検査液の硬度を測定する角筒状の測定セル９が設けられており、この測定セル９は、前記液体カセット３の下部を嵌合収容し、前記押圧ローラ４により液状試薬を定量吐出する液体吐出作動部１０と、この液体吐出作動部１０と連通した測定部１１とにより構成されている。液体吐出作動部１０には、前記押圧ローラ４の作用時における回動作動を許容する開口部１２が設けられている。また、測定部１１は、その底部が被検査液の収容部１３となっており、この被検査液収容部１３にはマグネット式の適宜な攪拌体（図示省略）が収納されている。そして、測定部１１の下部には、被検査液収容部１３へ被検査液を導入する導入口１４が設けられており、この導入口１４は被検査液の供給ライン１５と接続している。また、測定部１１の上部には、被検査液収容部１３にて測定が終了した被検査液を洗浄廃液とともに排出する排出管１６が設けられている。
【００１８】ここで、前記構成における硬度測定について簡単に説明すると、この硬度測定は、被検査液への液状試薬の注入による色彩の変化を検出することにより、その被検査液の硬度を測定するもので、具体的には、前記被検査液収容部１３へ被検査液を導入し、この被検査液に液状試薬を所定量注入し、被検査液と液状試薬とを充分に攪拌混合し、攪拌混合に伴って変化した被検査液の色彩を検出し、検出した色彩により被検査液の硬度を判定するようになっている。したがって、前記測定部１１は、前記被検査液収容部１３内の被検査液の色彩を外部から検出するために透明体をもって構成されている。そして、前記被検査液収容部１３の外部には、その内部の色彩を検出するための投光素子と受光素子とからなる比色検出手段（図示省略）が配置されている。なお、詳細な説明は省略するが、この実施例における硬度測定の基本的作動は、前記測定部１１内の測定前洗浄−被検査液の導入−液状試薬の注入−両液の攪拌混合−比色検出−測定後洗浄−洗浄廃液の排出のサイクルを繰り繰り返す作動である。
【００１９】さて、前記本体２に着脱自在に装着する液体カセット３について説明すると、この液体カセット３は、その内部に、シリコンゴム等により形成された弾性チューブ１７と、液状試薬等の吐出すべき液体を収容した貯留体１８と、前記押圧ローラ４の非作用時において、弾性チューブ１７内へ空気が逆流するのを防止する逆止弁１９とを一体構造とした液体カートリッジ２０を収納している。この液体カートリッジ２０は、弾性チューブ１７の一端に貯留体１８を接続するとともに、他端に逆止弁１９を接続したものとして構成されている。この一体構造により、液状試薬が空気に触れることがないことはもちろん、気泡混入と云う問題が発生しない構成となっており、また逆止弁１９の機能と相まって、液状試薬の効能維持を図っている。
【００２０】つぎに、前記液体カートリッジ２０を収納する液体カセット３について具体的に説明すると、この液体カセット３は、合成樹脂等で成形されたカセットケース２１により構成されている。このカセットケース２１は、図３に明白なように、その上部には前記液体カートリッジ２０の貯留体１８を収容する収容部２２が形成されており、またその下部には前記測定セル９の液体吐出作動部１０内に密に嵌合する寸法を有した吐出部２３が形成されている。この吐出部２３には、前記押圧ローラ４と共働する円弧状ガイド部２４と、前記押圧ローラ４の回転時、この押圧ローラ４が吐出部２３内へ出入りする窓部２５が形成されている。
【００２１】そして、このカセットケース２１は、第一ケース部材２６と第二ケース部材２７とに分割形成されており、この両ケース部材２６，２７を接合することにより、前記液体カートリッジ２０を収納する構成で、具体的には、第一ケース部材２６の下部に前記円弧状ガイド部２４を形成し、また第二ケース部材２７の下部に前記窓部２５を形成している。そして、両ケース部材２６，２７の上部には、両者を接合することにより前記収容部２２が形成される構成となっている。さて、この両ケース部材２６，２７内へ前記液体カートリッジ２０を収納して前記液体カセット３を構成するに際しては、前記弾性チューブ１７と前記貯留体１８との接続部２８および前記弾性チューブ１７と前記逆止弁１９とを接続する口金部２９とを両ケース部材２６，２７で挟持した状態で接合する。これにより、前記弾性チューブ１７と前記貯留体１８および前記逆止弁１９との接続が確実なものとなり、前記弾性チューブ１７の両接続部分からの液状試薬の漏れを確実に防止するととともに、両接続部分から空気が流入する事態も確実に防止することができる。
【００２２】前記のように、前記液体カセット３は、前記両ケース部材２６，２７内に前記液体カートリッジ２０を収納して一体構造になったものとして構成されるが、ここで前記液体カセット３を前記本体２に装着する構成について説明する。まず、図３に示すように、前記押圧ローラ４を非作用時の位置に位置させ、前記液体カセット３の下部の吐出部２３を前記測定セル９の液体吐出作動部１０内へ挿入し、前記液体吐出作動部１０内に前記吐出部２３を嵌合させる。前記吐出部２３が嵌合すると、前記吐出部２３の窓部２５が前記液体吐出作動部１０の開口部１２と合致するとともに、前記弾性チューブ１７が前記押圧ローラ４の押圧作動を受ける位置に位置し、さらに前記逆止弁１９が前記測定セル９の測定部１１の上部内へ突入する。この嵌合状態になると、前記押圧ローラ４は、前記円弧状ガイド部２４と共働して前記弾性チューブ１７を押圧閉塞する作用時の作動を行うことができる。したがって、前記駆動モータ８の測定タイミングによる駆動により、前記押圧ローラ４が回転し、その回転運動に伴って前記弾性チューブ１７内の液状試薬を下流側へ圧送し、前記逆止弁１９を介して液状試薬を定量ずつ吐出する。前記逆止弁１９から吐出された液状試薬は、滴下して前記被検査液収容部１３内へ流入する。そして、この嵌合状態を保持するために、前記第二ケース部材２７には係合フック３０が設けられており、この係合フック３０を前記本体２の上面に形成した係合穴（図示省略）と係合させる（図２参照）。
【００２３】そして、前記液体カセット３を前記本体２から離脱するに際しては、装着時と同様、前記押圧ローラ４を非作用時の位置に位置させ、前記係合フック３０と前記係合穴との係合を解除し、前記吐出部２３を前記液体吐出作動部１０から抜き出す。すなわち、この実施例における前記液体カセット３と前記本体２との着脱は、前記第二ケース部材２７に設けた前記係合フック３０の係合作動と係合解除作動のみで行うことができる。
【００２４】つぎに、この発明の第二実施例を説明すると、この第二実施例の基本原理は、前記回転駆動軸５の軸方向に適宜な間隔をもって前記押圧ローラ４を複数個並列配置し、この個数に対応して前記液体カセット３をそれぞれ着脱自在に装着する構成であり、図４においては、具体的な例示として、前記押圧ローラ４を２個並列配置した場合の概略説明図である。なお、図４において、図１〜図３において使用した符号と同一の符号は、同一の部材名を示しており、詳細な説明は省略する。
【００２５】図４において、前記駆動モータ８によって駆動される前記回転駆動軸５には、その軸方向に適宜な間隔をもって、第一押圧ローラ３１と第二押圧ローラ３２が並列に配置されている。この両押圧ローラ３１，３２は、それぞれ前記回転駆動軸５に固着された第一駆動アーム３３，第二駆動アーム３４の先端部に回転自在に装着されている。そして、この両押圧ローラ３１，３２に対応して、それぞれ第一液体カセット３５，第二液体カセット３６を着脱自在に装着する構成となっている。すなわち、定量吐出構成が２セット組込まれた液体吐出装置として構成されている。したがって、前記回転駆動軸５の回転運動に伴って、各セットごとに液状試薬の定量吐出が可能となる。
【００２６】この第二実施例にあっては、図４に示すように、前記測定セル９の測定部１１を合流させる構成とすると、２種類の液状試薬を混合した状態で、前記測定セル９の被検査液収容部１３へ吐出することができる。これは、要求される２種類の液状試薬をその種類ごとに単独の液体カセットとして準備しておき、混合すべき液体カセットをそれぞれ装着するのみで実現することができる。この際、混合比率を変えて吐出する必要があるときは、前記両液体カセット３５，３６のうち、いずれかの弾性チューブ１７の内径が異なったものとして準備しておくことにより、簡単に対応することができる。したがって、２種類の液状試薬を予め混合する必要がないとともに、混合状態での貯留に伴う効能維持と云う対応や管理が全く不要となる。
【００２７】また、前記第二実施例の変形例として、被検査液に対する検査項目が２項目ある場合，たとえば被検査液の硬度とｐＨ値を検査する場合は、図４に示すように、前記測定部１１を合流させることなく、前記測定部１１をそれぞれ単独のものとして構成すれば、前記駆動モータ８の一回の測定体ミングで２項目の検査を同時に行うことができる。
【００２８】さらに、この発明は、図４に示す第二実施例およびその変形例以外の実施例としても実現できる。たとえば、前記押圧ローラ４を３個あるいはそれ以上の個数を前記回転駆動軸５の軸方向に適宜な間隔をもって並列配置し、それらの各押圧ローラ４に対応して前記液体カセット３をそれぞれ着脱自在に装着する構成も実施に応じて好適である。この際、前記測定部１１を合流させるか否かによって、多種類の液状試薬の混合吐出が可能であるとともに、多項目の同時検査も可能となる。
【００２９】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、液体カセットは、弾性チューブの一端に貯留体を接続し、他端に逆止弁を接続して構成された一体構造の液体カートッジを収納したものであるから、貯留体内の液体が空気に触れることがないことはもちろん、気泡が混入することもなく、吐出液体の所期の効能を維持しつつ、簡単な着脱操作で確実に吐出装置に適用することができる。また、弾性チューブに対する押圧作動を行う押圧ローラが、押圧作動の作用時と非作用時とを繰り返し、弾性チューブに対して常時押圧とならないので、弾性チューブの復元力が弱くなることがなく、疲労劣化が発生することがない。さらに、液体カセットの着脱操作を押圧ローラの非作用時に行うので、液体カセットを簡単かつ確実に着脱することができる。
【００３０】そして、この発明によれば、押圧ローラと共働する部材および押圧ローラの押圧作動を助成する部材を全て液体カセット内に設けた構成としているので、本体内には押圧ローラとこの回転駆動機構を設けるのみでよく、本体の構造を簡素なものとすることができるとともに、装置全体のコンパクト化を図ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１７５２７２
【氏名又は名称】三浦工業株式会社
【識別番号】３９１０１０２１９
【氏名又は名称】株式会社三浦研究所
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| 【出願日】 |
平成８年３月２７日（１９９６．３．２７） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２００７９３（Ｐ２００１−２００７９３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年７月２７日（２００１．７．２７） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−３４１５０１（Ｐ２０００−３４１５０１） |
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