(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2009년09월24일
(11) 등록번호 10-0918721
(24) 등록일자 2009년09월16일
(51) Int. Cl.

G01N 35/10 (2006.01) G01N 1/00 (2006.01)
B01L 11/00 (2006.01) B01L 3/00 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2007-0126219
(22) 출원일자 2007년12월06일
심사청구일자 2007년12월06일
(65) 공개번호 10-2008-0052469
(43) 공개일자 2008년06월11일
(30) 우선권주장
JP-P-2006-00330972 2006년12월07일 일본(JP)
(56) 선행기술조사문헌
JP14243750 A*
JP14542017 T*
JP18317330 A*
JP17207850 A*
*는 심사관에 의하여 인용된 문헌
(73) 특허권자
가부시키가이샤 아이디에스
일본 구마모토켄 구마모토시 나가미네 히가시
8-14-40
(72) 발명자
이토 데루아키
일본 구마모토켄 구마모토시 고카이홈마치 5-25
(74) 대리인
김창세, 장성구
전체 청구항 수 : 총 2 항 심사관 : 유창용
(54) 회전식 분취/분주 장치
(57) 요 약
팁 장착 위치(31), 분취 위치(32), 분주 위치(33) 및 팁 폐기 위치(34)가 회전 샤프트(45)의 원주 둘레에 배열되
고, 복수의 분취/분주 기구(52)가 회전 샤프트(45) 둘레의 복수의 작업 위치에 대응하여 원주방향으로 배열된다.
각 분취/분주 기구(52)는 노즐 승강 기구(54) 및 노즐 기구(103)를 구비하고, 노즐 기구는 노즐 승강 기구(54)
및 노즐부(91)를 포함한다. 회전 샤프트(45)가 간헐적으로 회전하여 분취/분주 기구(52)를 위치(31, 32, 33,
34)에 개별적으로 배치하여, 팁 장착, 분취, 분주 및 팁 폐기 작업이 연속적으로 수행된다.
대 표 도 - 도1
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등록특허 10-0918721
특허청구의 범위
청구항 1
회전식 분취/분주 장치에 있어서,
구동원을 구비한 본체(11)와,
상기 본체(11)의 상부에 마련되고, 적어도 모 검체를 반송하는 모 검체 레인(15)과 자 검체를 반송하는 자 검체
레인(16)을 구비한 컨베이어(14)와,
상기 본체(11)에 수직방향으로 돌출하여 마련되고, 상기 구동원에 의해 간헐 회전하는 회전 샤프트(45)와,
상기 본체(11)의 상부에서 상기 회전 샤프트(45)를 중심으로 해서 둘레방향으로 등간격으로 배치된 팁 장착 위
치(31), 분취 위치(32), 분주 위치(33) 및 팁 폐기 위치(34)를 구비하고, 상기 분취 위치(32)를 상기 모 검체
레인(15) 상에, 상기 분주 위치(33)를 상기 자 검체 레인(16) 상에 마련한 복수의 작업 위치와,
상기 회전 샤프트(45)에 상기 복수의 작업 위치에 대응하도록 둘레방향으로 등간격으로 배설한 복수의 분취/분
주 기구(52)와,
상기 분취/분주 기구(52)에 마련된 노즐 승강 기구(54)와,
상기 분취/분주 기구(52)에 상기 노즐 승강 기구(54)에 의해 승강 가능하게 마련된 분취/분주 파이프(85) 및 그
선단부에 노즐부(91)를 갖는 노즐 본체(88)를 구비한 노즐 기구와,
상기 노즐 본체(88)가 내부에 삽입되는 배럴부를 가지며, 검체를 분취 및 분주 가능한 분취/분주 팁(100)과,
상기 분취/분주 기구(52)에 마련되고, 상기 노즐 본체(88)에 장착된 상기 분취/분주 팁(100)에 의해 상기 분취
위치(32)에 위치하는 모 검체로부터 검체를 분취할 때에는 상기 분취/분주 팁(100)을 부압으로 해서 흡인하고,
분취한 검체를 상기 분주 위치(33)에 위치하는 자 검체에 분주할 때에는 상기 분취/분주 팁(100)을 정압으로 해
서 검체를 자 검체에 분주하는 공기 공급/배출 수단을 구비하며,
상기 노즐 기구는,
상기 노즐 본체(88)가 축방향으로 이동 가능하게 관통하는 관통 구멍(99)을 갖고, 상기 노즐 본체(88)의 축방향
으로부터 압축되었을 때 상기 노즐 본체(88)의 외주면으로부터 직경 증가 방향으로 탄성 변형 가능한 중실구 형
상의 실리콘 볼(98)과,
상기 노즐 본체(88)에 상기 분취/분주 팁(100)을 장착할 때에는, 상기 실리콘 볼(98)을 포함하는 노즐 본체(8
8)를 상기 분취/분주 팁(100)의 배럴부 내에 삽입한 상태에서 상기 실리콘 볼(98)을 압축해서 직경 증가 방향으
로 탄성 변형시켜 상기 분취/분주 팁(100)의 배럴부의 내주면에 기밀(氣密)하게 압접 가능하며, 상기 분취/분주
팁(100)의 제거 시에는, 상기 실리콘 볼(98)에 대한 압축력을 해제하여 상기 실리콘 볼(98)을 직경 감소시켜 상
기 분취/분주 팁(100)의 배럴부의 내주면으로부터 이간시키는 볼 압축 기구(80A)로 이루어지며,
상기 실리콘 볼(98)은 상기 노즐 본체(88)의 축방향으로 이간해서 적어도 한쌍 배치되고, 상기 볼 상호간에는
상기 노즐 본체(88)에 축방향으로 이동 가능하게 가동 플랜지부(95, 96)를 갖는 이동 실린더(94)가 감합되며,
상기 실리콘 볼(98)을 끼우고 상기 가동 플랜지부(95, 96)와 반대측의 상기 노즐 본체(88)에는 고정 플랜지부
(93, 97)를 마련하여, 상기 노즐 본체(88)를 축방향으로 이동시키는 것에 의해, 상기 고정 플랜지부(93, 97)와
가동 플랜지부(95, 96) 사이가 접근해서 상기 실리콘 볼(98)이 동시에 압축되어서 상기 분취/분주 팁(100)의 배
럴부의 내주면에 기밀하게 압접 가능하며,
상기 회전 샤프트(45)를 간헐 회전시켜서 상기 분취/분주 기구(52)를 상기 팁 장착 위치(31), 분취 위치(32),
분주 위치(33) 및 팁 폐기 위치(34)에 위치 결정하고, 팁 장착, 분취, 분주 및 팁 폐기를 연속적으로 실행하는
것을 특징으로 하는
회전식 분취/분주 장치.
청구항 2
삭제
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청구항 3
삭제
청구항 4
삭제
청구항 5
삭제
청구항 6
삭제
청구항 7
제 1 항에 있어서,
상기 실리콘 볼(98)은, 상기 노즐 본체(88)의 축방향의 이동에 따라 상기 고정 플랜지부(93, 97)와 가동 플랜지
부(95, 96)가 접근해서 압축되었을 때 외주면이 고정 플랜지부(93, 97) 및 가동 플랜지부(95, 96)의 외경보다
직경 증가하고, 압축이 해제될 때 외주면이 고정 플랜지부(93, 97) 및 가동 플랜지부(95, 96)의 외경보다 직경
감소하는 것을 특징으로 하는
회전식 분취/분주 장치.
명 세 서
발명의 상세한 설명
기 술 분 야
본 발명은, 검체를 수용하고 검체를 다른 검체 용기 내로 분주(分注: dispensing)하는 시험관 또는 어떤 다른<1>
검체 용기로부터 혈액 등의 검체를 분취(分取: aliquoting)하기 위한 검체 분취/분주 장치에 관한 것이다.
배 경 기 술
생화학적 분석 등의 각종 혈액 시험을 수행하기 전에 전처리가 실행된다. 이러한 전처리에서, 혈액 검체를 수<2>
용하는 시험관이 원심 분리기에 탑재되어 시험관을 원심 분리한다. 그 후에, 시험관 내의 혈청을 분취하고 분
취된 혈액 표본을 시험관 용기에 분주한다.
발명의 내용
해결 하고자하는 과제
일반적으로, 시험관 내의 원심 분리된 혈액 검체의 혈청 및 응혈(clot)은 실리콘 등의 분리제를 사용하여 시험<3>
관에서 분리되어, 혈청과 응혈부 사이의 계면이 명확하게 분리될 수 있도록 된다. 구체적으로는, 원심 분리된
혈액 검체는 시험관의 상부로부터 바닥까지 순차적으로 배열되는 혈청, 분리제 및 응혈의 3층으로 분할된다.
따라서, 수직으로 지지된 시험관에서 혈청을 분취하는데 있어서, 중공 원추형태의 테이퍼진 분취/분주 노즐이<4>
시험관 내에 삽입되고, 노즐에 의한 공기 흡입에 의해서 혈청만이 분취된다. 그 후에, 혈청을 분취한 분취/분
주 노즐이 다른 장소로 이동하고, 혈청이 시험관 용기로 분주된다.
종래에, 혈액 등의 검체용 분취/분주 장치는 일본 특허 출원 공개 공보 제 1994-323964 호에 개시되어 있다.<5>
이 장치에는, 표본 공급/배출 관의 선단부에 헤드 부재가 제공되어 있다. 헤드 부재는 유체 공급/배출 관에 접
속된 기구(balloon)를 구비하고 있다. 이 기구는, 유체 공급/배출 관을 통해 공급 또는 배출되는 유체에 의해
서 팽창 또는 수축하도록 구성되어 있다.
분취/분주 장치는 분취/분주 노즐을 구비하고 있다. 노즐의 기단부에 배럴부가 제공되어 있다. 배럴부에 삽입<6>
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등록특허 10-0918721
된 기구를 포함하는 헤드 부재를 구비한 유체 공급/배출 관을 통해 기구에 유체가 공급되면, 기구가 팽창하여
노즐의 배럴부의 내주면과 긴밀하게 접촉하게 된다. 한편, 기구 내의 유체가 유체 공급/배출 관을 통해 배출되
면, 기구는 수축하여 노즐의 배럴부의 내주면으로부터 분리된다. 따라서, 헤드 부재 및 분취/분주 노즐은, 기
구를 팽창 또는 수축시킴으로써 서로 부착되거나 또는 분리될 수 있다.
또한, 일본 특허 출원 공개 공보 제 1997-127130 호에는, 탄성 백을 갖는 검체 분취/분주 장치가 개시되어<7>
있다. 탄성 백은 분취/분주 노즐의 본체의 선단부에 부착되고, 유체가 이 탄성 백에 공급되고 또 그로부터 배
출될 수 있다. 노즐의 기단부에 있는 배럴부에 삽입된 백을 포함하는 노즐 본체를 갖는 유체 공급/배출 관을
통해서 백에 유체가 공급되면, 백이 팽창하여 노즐의 배럴부의 내주면과 긴밀하게 접촉하게 된다. 한편, 백 내
의 유체가 유체 공급/배출 관을 통해 배출되면, 백이 수축하여 노즐의 배럴부의 내주면으로부터 분리된다. 따
라서, 노즐 본체 및 분취/분주 노즐은 탄성 백을 팽창 또는 수축시킴으로써 서로 부착되거나 또는 분리될 수 있
다.
그러나, 일본 특허 출원 공개 공보 제 1994-323964 호 및 제 1997-127130 호에 개시된 장치에서는, 유체를 공급<8>
또는 배출하는 것에 의해서 기구가 팽창 또는 수축하고, 그에 따라서 기구가 분취/분주 노즐의 배럴부의 내주면
에 대해 가압되거나 또는 그로부터 분리되어, 노즐 본체 및 노즐이 서로 부착 또는 분리되도록 한다. 유체를
기구에 공급하고 또 기구로부터 배출하기 위해 추가의 장치가 필요하기 때문에, 노즐 장치의 구조가 복잡하다.
또한, 기구는 유체 공급 및 배출에 의해서 팽창 또는 수축하는 것으로 예상되므로, 기구는 얇은 벽으로 형성되
어야만 한다. 그러나, 기구가 노즐의 배럴부의 내주면에 반복적으로 문질러지게 되어 있기 때문에, 기구는 마
모에 의해서 쉽게 손상된다. 따라서, 기구는 빈번한 교체를 포함하는 번거로운 보수유지 작업이 필요하다.
또한, 분취/분주 노즐에 의해서 시험관 내의 혈액 검체를 분취하고 또 분취된 검체를 다른 시험관 용기에 분주<9>
하기 위한 공정에서, 분취/분주 노즐은 노즐 본체에 부착된다. 그 후에, 혈액 검체가 노즐에 의해서 분취 및
분주된다. 그러나, 이렇게 하는데 있어서, 검체가 분취 및 분주될 때마다 분취/분주 노즐을 노즐 본체로부터
제거하여 버려야만 한다. 이러한 작업은 번거롭고 복잡하여, 작업 효율이 낮기 때문에 자동화가 필요하다.
과제 해결수단
본 발명에 따르면, 회전식 분취/분주 장치는, 구동원을 구비한 본체와; 상기 본체의 상부에 마련되고, 적어도<10>
모 검체를 반송하는 모 검체 레인과 자 검체를 반송하는 자 검체 레인을 구비한 컨베이어와; 상기 본체에 수직
방향으로 돌출하여 마련되고, 상기 구동원에 의해 간헐 회전하는 회전 샤프트와; 상기 본체의 상부에서 상기 회
전 샤프트를 중심으로 해서 둘레방향으로 등간격으로 배치된 팁 장착 위치, 분취 위치, 분주 위치 및 팁 폐기
위치를 구비하고, 상기 분취 위치를 상기 모 검체 레인 상에, 상기 분주 위치를 상기 자 검체 레인 상에 마련한
복수의 작업 위치와; 상기 회전 샤프트에 상기 복수의 작업 위치에 대응하도록 둘레방향으로 등간격으로 배설한
복수의 분취/분주 기구와; 상기 분취/분주 기구에 마련된 노즐 승강 기구와; 상기 분취/분주 기구에 상기 노즐
승강 기구에 의해 승강 가능하게 마련된 분취/분주 파이프 및 그 선단부에 노즐부를 갖는 노즐 본체를 구비한
노즐 기구와; 상기 노즐 본체가 내부에 삽입되는 배럴부를 가지며, 검체를 분취 및 분주 가능한 분취/분주
팁과; 상기 분취/분주 기구에 마련되고, 상기 노즐 본체에 장착된 상기 분취/분주 팁에 의해 상기 분취 위치에
위치하는 모 검체로부터 검체를 분취할 때에는 상기 분취/분주 팁을 부압으로 해서 흡인하고, 분취한 검체를 상
기 분주 위치에 위치하는 자 검체에 분주할 때에는 상기 분취/분주 팁을 정압으로 해서 검체를 자 검체에 분주
하는 공기 공급/배출 수단을 구비하며, 상기 노즐 기구는, 상기 노즐 본체가 축방향으로 이동 가능하게 관통하
는 관통 구멍을 갖고, 상기 노즐 본체의 축방향으로부터 압축되었을 때 상기 노즐 본체의 외주면으로부터 직경
증가 방향으로 탄성 변형 가능한 중실구 형상의 실리콘 볼과, 상기 노즐 본체에 상기 분취/분주 팁을 장착할 때
에는, 상기 실리콘 볼을 포함하는 노즐 본체를 상기 분취/분주 팁의 배럴부 내에 삽입한 상태에서 상기 실리콘
볼을 압축해서 직경 증가 방향으로 탄성 변형시켜 상기 분취/분주 팁의 배럴부의 내주면에 기밀(氣密)하게 압접
가능하며, 상기 분취/분주 팁의 제거 시에는, 상기 실리콘 볼에 대한 압축력을 해제하여 상기 실리콘 볼을 직경
감소시켜 상기 분취/분주 팁의 배럴부의 내주면으로부터 이간시키는 볼 압축 기구로 이루어지며, 상기 실리콘
볼은 상기 노즐 본체의 축방향으로 이간해서 적어도 한쌍 배치되고, 상기 볼 상호간에는 상기 노즐 본체에 축방
향으로 이동 가능하게 가동 플랜지부를 갖는 이동 실린더가 감합되며, 상기 실리콘 볼을 끼우고 상기 가동 플랜
지부와 반대측의 상기 노즐 본체에는 고정 플랜지부를 마련하여, 상기 노즐 본체를 축방향으로 이동시키는 것에
의해, 상기 고정 플랜지부와 가동 플랜지부 사이가 접근해서 상기 실리콘 볼이 동시에 압축되어서 상기 분취/분
주 팁의 배럴부의 내주면에 기밀하게 압접 가능하며, 상기 회전 샤프트를 간헐 회전시켜서 상기 분취/분주 기구
를 상기 팁 장착 위치, 분취 위치, 분주 위치 및 팁 폐기 위치에 위치 결정하고, 팁 장착, 분취, 분주 및 팁 폐
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등록특허 10-0918721
기를 연속적으로 실행하는 것을 특징으로 한다.
발명의 실시를 위한 구체적인 내용
명세서에 통합되어 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 실시예들을 도시하며, 상술한 대략적인 설<11>
명 및 후술하는 실시예의 상세한 설명과 함께, 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해서 설명할 것이다.<12>
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 검체 분취/분주 장치의 본체(11)는 직사각형 박스의 형태로 되어 있다. 바<13>
닥면(F)상에 설치된 지지 레그(12) 및 캐스터(caster)가 본체(11)의 바닥의 4개의 구석에 부착된다. 컨베이어
(14)가 본체(11)의 상부에 제공된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 컨베이어(14)는, 서로 평행하게 배열되고 화살
표 방향으로 뻗도록 각각 구성된 2개의 모 검체 레인(15), 2개의 자 검체 레인(16) 및 하나의 빈 홀더 복귀 레
인(17)을 포함한다. 2개의 모 검체 레인(15) 중 하나는 분취되지 않은 검체용의 우회 레인인 반면, 2개의 자
검체 레인(16) 중 하나는 코스 변경의 역할을 한다.
레인(15, 16, 17)은 동일한 구조를 갖는다. 도 4에 도시된 바와 같이, 정사각형(U)과 유사한 단면 형상을 갖는<14>
레일 본체(18)의 바닥부에 무단(endless) 컨베이어 벨트(19)가 제공되어 있다. 레일 본체(18)의 2개의 대향 측
면상에, 본체(18)의 종방향으로 연장되는 안내 융기부(20)가 개별적으로 배열되어 있다. 레일 본체(18)는, 시
험관 홀더(21)가 단일 파일 형태로 직립상태로 운반될 수 있도록 구성되어 있다. 각 시험관 홀더(21)는 플라스
틱 재료 등으로 성형되는 원통형 홀더 본체(22)를 구비한다. 이 홀더 본체(22)에는, 컨베이어 벨트(19)와 접촉
하는 바닥부(22a)가 마련되어 있다. 안내 융기부(20)와 결합하는 환형 홈(23)이 홀더 본체(22)의 외주부에 형
성되어 있다. 홀더 본체(22)는 컨베이어 벨트(19)에 의해서 운반될 때 직립상태로 유지된다. 이 홀더 본체에
는, 시험관(24) 또는 시험관 용기(25)가 착탈 가능하게 끼워지는 끼워맞춤 구멍(26)이 제공되어 있다. 시험관
(24)은 모 검체(분취되지 않은 검체)를 수용할 수 있는 시험관 용기(25)의 역할을 한다. 시험관 용기(25)는 자
검체(분주된 검체)를 수용할 수 있다.
시험관(24) 및 시험관 용기(25)는 플라스틱 재료 등으로 성형되는 원통형 관이다. 그들 각각의 하측 단부는 홀<15>
더 본체(22)의 끼워맞춤 구멍(26)에 탈착 가능하게 지지될 수 있다. 그들 각각의 상측 선단부에 개구(24a,
25a)가 각각 형성되어 있다. 또한, 시험관(24) 및 시험관 용기(25)의 측면에 식별 라벨(24b, 25b)이 각각 부착
되어 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 2개의 자 검체 레인(16) 중 하나가 다른 자 검체 레인(16)쪽으로 중앙부가 절곡되어,<16>
코스 변경을 위한 절곡 레일부(18a)를 형성하고 있다. 따라서, 컨베이어(14)에는, 절곡 레일부(18a)에 인접하
는 공간부(27)가 형성된다. 이 공간부(27)에는, 본체(11)상의 회전 샤프트(후술함)를 직립 상태로 지지하는 샤
프트 지지부(28)가 마련되어 있다. 또한, 컨베이어(14)상에는, 팁 장착 위치(31), 분취 위치(32), 분주 위치
(33) 및 팁 폐기 위치(34)가 샤프트 지지부(28) 둘레에 90°간격으로 배열되어 있다.
따라서, 팁 장착 위치(31)는 공간부(27)에 위치하고, 분취 위치(32)는 모 검체 레인(15) 상에 위치하며, 분주<17>
위치(33)는 자 검체 레인(16) 중 하나 상에 위치하고, 팁 폐기 위치(34)는 빈 홀더 복귀 레인(17)상의 팁 폐기
슈트(30)의 반대측에 위치한다.
이하, 검체 분취/분주 장치의 본체(11)의 내부에 대해서 설명한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 바닥판(35)이 본<18>
체(11)의 내측에 배치된다. 구동원 박스(36)가 바닥판(35)의 상측면에 제공된다. 구동원 박스(36)에는, 샤프
트 지지부(28)를 향하여 구동 샤프트(37)가 직립으로 배치된다. 샤프트(37)의 상측부 및 하측부는 베어링(38)
에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다.
전기 모터(39)가, 그의 회전 샤프트가 위쪽을 향하여 구동원 박스(36)의 내부 측벽에 고정되어 있다. 회전 샤<19>
프트(37)에 구동 풀리(41)가 고정되어 있다. 벨트(42)는, 풀리(40, 41) 둘레와 그 사이를 통과하여, 모터(39)
의 간헐 회전이 구동 샤프트(37)에 전달되도록 한다.
지지 프레임(43)이 구동원 박스(36)의 상부에 직립으로 고정되고 컨베이어(14)의 공간부(27)를 통해서 본체(11)<20>
위로 돌출해 있다. 중공 파이프로 형성된 회전 샤프트(45)가 베어링(44)에 의해서 지지 프레임(43)에 회전 가
능하게 지지되어 있다. 샤프트(45)는, 커플링(46)에 의해서 구동 샤프트(37)에 직접 연결되어 있다. 2개의 수
평 지지판(47, 48)이 수직방향으로 공간을 형성하도록 샤프트(45)의 상측 말단에 고정되어 있다. 지지판(47,
48)에는, 제어부(49) 및 베이스/배관 설비(50)가 각각 제공되어 있다.
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외부 전원에 접속된 전기 와이어(49a)가 슬립 링(49b) 및 회전 샤프트(45)의 내부를 통해서 제어부(49)에 접속<21>
되어 있다. 외부 압축기에 연결된 공기 파이프(50a)가 샤프트(45)의 내부를 통해서 베이스/배관 설비(50)에 연
결되어 있다.
수평 지지부재(51)가 수직 방향에 대해서 회전 샤프트(45)의 거의 중앙부에 고정되어 있다. 지지부재(51)는 4<22>
개의 분취/분주 기구(52)를 구비하고 있는데, 이들 분취/분주 기구는 컨베이어(14)상의 팁 장착 위치(31), 분취
위치(32), 분주 위치(33) 및 팁 폐기 위치(34)를 각각 향하도록 90°간격으로 배열되어 있다.
4개의 분취/분주 기구(52)가 동일한 구조를 갖기 때문에, 그들 중 하나만을 하기에 설명할 것이다. 도 5에 도<23>
시된 바와 같이, 분취/분주 기구(52)는, 공기 공급/배출 수단으로서 사용하기 위한 주사기 기구(53)와 노즐 승
강 기구(54)로 이루어져 있다. 이 주사기 기구(53)에 대해서 먼저 설명할 것이다. 지지부재(51)에는, 수평방
향으로 돌출하는 장착 프레임(55)이 견고하게 끼워져 있다. 장착 프레임(55)은 수직 하측 방향으로 돌출하는
지지 프레임(56)을 구비하고 있다.
전기 모터(57)가 그의 회전 샤프트(58)가 하측 방향을 향하도록 장착 프레임(55)의 상부에 고정되어 있다. 지<24>
지 프레임(56)에는, 수직방향으로 이격된 브래킷(59)이 끼워져 있다. 볼 스크류(61)가 베어링(60)에 의해서 브
래킷(59)상에 회전 가능하게 수직으로 지지되어 있다. 스크류(61)의 상측 단부는 커플링(62)에 의해서 모터
(57)의 샤프트(58)에 연결되어 있다. 너트(63)가 스크류(61)상에 나사 결합되어 있다. 너트(63)는 지지 프레
임(56)상의 가이드 레일(64)에 의해 지지된다. 볼 스크류(61)가 전후로 회전함에 따라, 너트(63)는 상승 또는
하강한다.
내부에 피스톤(도시 안됨)을 갖는 주사기(65)가 장착 프레임(55)에 수직방향으로 고정되어 있다. 피스톤에 연<25>
결된 피스톤 로드(66)가 주사기(65)로부터 하측 방향으로 돌출해 있다. 로드(66)는 연결 부재(67)에 의해서 너
트(63)에 연결되어 있다. 따라서, 너트(63)가 상승 또는 하강함에 따라, 피스톤이 주사기(65) 내에서 상승 또
는 하강하여, 후술하는 바와 같이, 주사기(65)가 흡입(분취) 및 압축(분주)을 실행할 수 있도록 한다.
다음에, 노즐 승강 기구(54)에 대해서 설명한다. 수평방향으로 돌출한 장착 프레임(68)이 지지부재(51)에 고정<26>
되어 있다. 장착 프레임은, 수직 하측 방향으로 돌출하는 지지 프레임(69)을 구비하고 있다.
전기 모터(70)가 그 회전 샤프트(71)가 하방을 향하여 장착 프레임(68)의 상부에 고정되어 있다. 지지 프레임<27>
(69)에는, 수직방향으로 이격된 브래킷(72)이 끼워져 있다. 볼 스크류(74)가 베어링(73)에 의해서 브래킷(72)
상에 회전 가능하게 지지되어 있다. 스크류(74)의 상측 단부는 커플링(75)에 의해서 모터(70)의 샤프트(71)에
연결되어 있다. 너트(76)가 스크류(74)상에 나사 결합되어 있다. 너트(76)는 지지 프레임(69) 상의 가이드 레
일(77)에 의해 지지된다. 볼 스크류(74)가 전후로 회전함에 따라, 너트(76)가 상승 또는 하강한다.
연결 부재(78)가 너트(76)에 고정되고, 가이드 레일(77)에 의해 지지된 보강 부재(79)가 연결 부재(78)에 고정<28>
되어 있다. 원통형 장착 부재(80)는 부재(78, 79)에 수직방향으로 고정된다. 따라서, 원통형 장착 부재(80)는
너트(76)와 일체로 상승 또는 하강하도록 구성되어 있다.
원통형 장착 부재(80)에는, 도 6a, 도 6b 및 도 7에 도시된 방식으로 구성되는 볼 압축 기구(80A)가 장착되어<29>
있다. 구체적으로는, 공기 실린더(81)가 수직방향으로 배치된다. 공기 실린더(81)의 실린더부(82)는, 공기 공
급/배출 파이프(83a, 83b)와 각각 연결된 상측 및 하측 부재(82a, 82b)로 분할되어 있다. 피스톤(84)은, 파이
프(83a, 83b)를 통해 공급 및 배출되는 공기에 의해서 상하 이동한다. 공기 공급/배출 파이프(83a, 83b)는 배
관(도시 안됨)에 의해서 베이스/배관 설비(50)에 연결된다.
플런저(84a)가 피스톤(84)에 연결되고, 이 플런저(84a)의 선단부에 승강 프레임(84b)이 제공된다. 분취/분주<30>
파이프(85)가 승강 프레임(84b)에 연결된다. 이 분주/분취 파이프는, 실린더 장착 부재(86)에 고정된 안내 파
이프(87)에 의해서 상하 이동하도록 지지된다. 파이프(85)는 공기 실린더(81)에 의해서 상하 이동하도록 구성
되어 있다. 안내 파이프(87)로부터 하측 방향으로 돌출하는 노즐 기구(103)가, 분취/분주 파이프(85)의 하측
단부에 제공되어 있다.
구체적으로는, 스크류로 형성된 장착부(89)가 분취/분주 파이프(85)의 선단부에 제공되고, 말단에 노즐 구멍<31>
(90)을 갖는 노즐부(91)가 장착부(89)에 고정되어 있다. 노즐부(91)의 노즐 구멍(90)은 분취/분주 파이프(85)
의 통로(85a)를 통해서 파이프 조인트(92)와 연통하고 있다. 파이프 조인트(92)는 튜브(92a)에 의해 주사기
(65)에 연결되어, 주사기(65)가 혈액 등의 검체를 분취 및 분주할 수 있도록 한다.
또한, 분취/분주 파이프(85)가 축방향으로 관통하여 이동 가능한 상측 고정 플랜지부(93)가, 안내 파이프(87)의<32>
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하측 단부에 제공되어 있다. 플랜지부(93)의 아래에 관통 구멍(94a)을 갖는 이동 실린더(94)가 배치되고, 이
관통 구멍(94a)을 통해서 분취/분주 파이프(85)가 축방향으로 이동 가능하다. 가동 플랜지부(95, 96)는 이동
실린더(94)의 상측 및 하측 단부에 일체로 형성되어 있다. 실린더(94)의 상측 가동 플랜지부(95)는 상측 고정
플랜지부(93)의 반대측에 위치하여 그로부터 이격되는 반면, 하측 가동 플랜지부(96)는 노즐부(91)와 일체로 된
하측 고정 플랜지부(97)의 반대측에 위치하여 그로부터 이격되어 있다.
따라서, 상측 고정 플랜지부(93)와 가동 플랜지부(95)의 사이와 하측 고정 플랜지부(97)와 가동 플랜지부(96)의<33>
사이에 간극부가 개별적으로 제공된다. 이들 간극부에 탄성변형 가능한 실리콘 볼(98)이 개별적으로 유지된다.
각 실리콘 볼(98)은 분취/분주 파이프(85)가 축방향으로 관통하여 이동 가능한 관통 구멍(99)을 갖는 중실형 구
(solid sphere)이다. 볼(98)을 수직방향으로 압축하면, 볼이 탄성 변형되어, 볼의 직경은 가동 플랜지부(95,
96) 및 하측 고정 플랜지부(97)의 외경보다 커진다. 압축력을 해제하면, 볼(98)의 직경은 가동 플랜지부(95,
96) 및 하측 고정 플랜지부(97)의 외경보다 작아진다.
또, 도 7에 도시된 바와 같이, 분취/분주 팁(100)은 투명 플라스틱 또는 유리의 원통체이며, 이 원통체는 노즐<34>
본체(88)에 탈부착될 수 있고 그리고 혈액 등의 검체를 보관한다. 팁(100)은 검체를 분취 및 분주하는 역할을
한다. 팁의 선단부에는 테이퍼부(101)가 제공되고 팁의 기단부에는 배럴부(102)가 제공된다. 배럴부(102)의
내경은 노즐 본체(88)의 가동 플랜지부(95, 96)와, 하측 고정 플랜지부(97) 및 실리콘 볼(98)의 각 외경보다 크
다. 따라서, 노즐부(91)를 포함하는 플랜지부(95, 96, 97) 및 볼(98)이 배럴부(102) 내에 삽입될 수 있다.
다음에, 이러한 방식으로 구성된 검체 분취/분주 장치의 동작에 대해서 설명한다.<35>
검체가 보관된 각 시험관(24)이, 시험관 홀더(21) 내에 유지되도록 컨베이어(14)의 모 검체 레인(15)상에 공급<36>
된다. 그 후에, 컨베이어 벨트(19)가 이동함에 따라, 시험관(24)은 화살표 방향으로 운반된다. 시험관(24)이
분취 위치(32)에 접근하면, 시험관(24)은 스토퍼 수단(도시 안됨)에 의해서 일시 정지한다. 이 상태에서, 노즐
승강 기구(54)의 노즐 본체(88)가 팁 장착 위치(31)를 향하여 일시 정지하고, 분취/분주 팁(100)이 노즐 본체
(88)에 부착된다.
다음에, 분취/분주 팁(100)을 노즐 본체(88)에 부착하는 방법에 대해서 설명한다. 공기 실린더(81)의 피스톤<37>
(84)이 중립 상태에 있을 때, 분취/분주 파이프(85)는 하방으로 돌출한다. 이 상태에서, 상측 고정 플랜지부
(93)와 가동 플랜지부(95) 사이와 그리고 하측 고정 플랜지부(97)와 가동 플랜지부(96) 사이의 실리콘 볼(98)에
압력이 작용하지 않으며, 그에 따라 볼(98)은 구형이다. 모터(70)가 이 상태에서 구동하면, 볼 스크류(74)가
회전하고, 그 때문에 너트(76)가 가이드 레일(77)에 의해 안내되어 실린더 장착 부재(80)를 하강시킨다.
실린더 장착 부재(80)상의 공기 실린더(81) 및 노즐 본체(88)가 하강한다. 이것이 실행될 때, 분취/분주 팁<38>
(100)은 그의 배럴부(102)가 상향을 향한 채로 직립 위치되어, 노즐 본체(88)를 배럴부(102) 내에 삽입할 수 있
게 된다. 다시 말해서, 노즐부(91)를 포함하는 가동 플랜지부(95, 96) 및 하측 고정 플랜지부(97)와, 실리콘
볼(98)이 배럴부(102) 내에 삽입될 수 있다. 그 후에, 공기 공급/배출 파이프(83b)를 통해서 실린더부(82)의
하측 챔버(82b) 내에 공기가 공급되면, 공기는 공기 공급 배출 파이프(83a)를 통해서 배출되어 피스톤(84)이 실
린더부(82) 내에서 상승한다.
피스톤(84)이 상승함에 따라 분취/분주 파이프(85)가 승강 프레임(84b)에 의해 상승하기 때문에, 노즐부(91)도<39>
상승한다. 따라서, 상측 및 하측 고정 플랜지부(93, 97) 사이의 공간이 좁아지고, 상측 고정 플랜지부(93)와
가동 플랜지부(95)가 서로 접근하며, 하측 고정 플랜지부(97)와 가동 플랜지부(96)가 서로 접근한다. 따라서,
실리콘 볼(98)이 압축되고 탄성 변형됨에 따라, 실리콘 볼의 직경은 가동 플랜지부(95, 96)와 하측 고정 플랜지
부(97)의 외경보다 커지게 된다.
실리콘 볼(98)이 탄성 변형하여 그 직경이 증가하면, 실리콘 볼은 분취/분주 팁(100)의 배럴부(102)의 내주면과<40>
긴밀하게 접촉하고, 그에 따라 노즐 본체(88) 및 팁(100)은 도 7에 도시된 바와 같이 기밀하게 서로 연결된다.
이 상태에서 본체(11) 내의 전기 모터(39)가 구동하면, 구동 풀리(40)가 회전하고, 종동 풀리(41)는 벨트(42)에<41>
의해 회전한다. 종동 풀리(41)의 회전이 구동 샤프트(37)를 통해 회전 샤프트(45)에 전달되어, 기구 지지부재
(51)가 일체로 90°회전한다. 그래서, 팁 장착부(31) 내의 노즐 본체(88)에 부착된 분취/분주 팁(100)이, 컨베
이어(14)상의 분취 위치(32)쪽으로 이동하여 이 분취 위치를 향하게 된다.
이 상태에서 노즐 승강 기구(54)의 전기 모터(70)가 구동하면, 볼 스크류(74)가 회전하여, 너트(76)가 가이드<42>
레일(77)에 의해 안내되어 하강하고 실린더 장착 부재(80)도 하강한다. 그 후에, 장착 부재(80)상의 공기 실린
더(81) 및 노즐 본체(88)가 하강하고, 분취/분주 팁(100)의 테이퍼부(101)가 시험관 홀더(21)에 의해 지지된 시
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험관(24) 내에 삽입된다.
이 상태에서 주사기 기구(53)의 전기 모터(57)가 구동하면, 볼 스크류(61)가 회전하여, 너트(63)가 가이드 레일<43>
(64)에 의해 지지되어 하강하고, 피스톤 로드(66)도 하강한다. 그 후에, 주사기(65)가 흡입을 행하면, 분취/분
주 팁(100)의 내부 압력은 분취/분주 파이프(85)에 의해 부압으로 감압된다. 그래서, 시험관(24) 내의 혈청을
흡입하여 분취/분주 팁(100)에 분취할 수 있다.
분취 공정이 완료되면, 전기 모터(70)가 역회전한다. 모터(70)가 이러한 방식으로 회전함에 따라, 볼 스크류<44>
(74)가 회전하고 너트(76)가 가이드 레일(77)에 의해 안내되어 실린더 장착 부재(80)를 상승시킨다. 노즐 본체
(88) 및 분취/분주 팁(100)이 서로 일체로 상승하면, 분취된 혈청을 저장하고 있는 팁(100)을 시험관(24)의 외
부로 빼낸다.
본체(11) 내의 전기 모터(39)가 다시 구동하면, 구동 풀리(40)가 회전하고, 종동 풀리(41)가 벨트(42)에 의해<45>
회전한다. 종동 풀리(41)의 회전이 구동 샤프트(37)를 통해서 회전 샤프트(45)에 전달되어, 노즐 지지부재(5
1)가 일체로 90°회전한다. 그래서, 분취 위치(32)에서 혈청이 분취되고, 노즐 본체(88)에 부착된 분취/분주
팁(100)은 컨베이어(14)상의 분주 위치(33)를 향한다. 이것이 실행될 때, 자 검체를 수용하기 위한 시험관 용
기(25)는, 시험관 홀더(21)에 의해 지지되도록 자 검체 레인(16)상의 분주 위치(33)에 대기하여 유지된다. 따
라서, 노즐 본체(88)에 부착된 분취/분주 팁(100)은 컨베이어(14)상의 분주 위치(33)를 향한다.
그 후에, 전기 모터(70)가 다시 구동되면, 볼 스크류(74)가 회전해서, 너트(76)가 가이드 레일(77)에 의해 안내<46>
되어 실린더 장착 부재(80)를 하강시킨다. 그 후에, 장착 부재(80)상의 공기 실린더(81)와 노즐 본체(88)가 하
강하고, 분취/분주 팁(100)의 테이퍼부(101)가 시험관 용기(25) 내에 삽입된다.
이 상태에서 주사기 기구(53)의 전기 모터(57)가 역회전하면, 볼 스크류(61)가 회전하여, 너트(63)가 가이드 레<47>
일(64)에 의해서 안내되어 상승하고, 피스톤 로드(66)도 상승한다. 그 후에 주사기(65)가 배기를 행할 때, 분
취/분주 팁(100)의 내부 압력은 분취/분주 파이프(85)에 의해서 정압으로 승압한다. 그래서, 팁(100) 내의 혈
청이 시험관 용기(25)에 분주될 수 있다.
분주 공정이 완료되면, 전기 모터(70)가 역회전한다. 모터(70)가 이러한 방식으로 회전함에 따라, 볼 스크류<48>
(74)가 회전하고, 너트(76)가 가이드 레일(77)에 의해 안내되어 실린더 장착 부재(80)를 상승시킨다. 노즐 본
체(88) 및 분취/분주 팁(100)이 서로 일체로 상승하면, 분주 작용을 거친 빈 팁(100)이 시험관 용기(25)의 외부
로 취출된다.
본체(11) 내의 전기 모터(39)가 다시 구동하면, 구동 풀리(40)가 회전하고, 종동 풀리(41)가 벨트(42)에 의해<49>
회전한다. 종동 풀리(41)의 회전이 구동 샤프트(37)를 통해 회전 샤프트(45)에 전달되어, 노즐 지지부재(51)가
일체로 90°회전한다. 그래서, 분주 위치(33)에서 혈청을 분주한 분취/분주 팁(100)이 컨베이어(14)상의 팁 폐
기 위치(34)를 향하게 된다.
이러한 방식으로 분취/분주 동작이 완료되면, 공기가 공기 공급/배출 파이프(83a)를 통해서 실린더부(82)의 상<50>
측 챔버(82a) 내에 공급되고 그리고 공기 공급/배출 파이프(83b)를 통해서 배출되어, 실린더부(82) 내에서 피스
톤(84)이 하강한다. 따라서, 피스톤(84)과 일체로 된 분취/분주 파이프(85)의 선단부의 노즐부(91)가
하강한다. 그 후에, 상측 고정 플랜지부(93)와 하측 고정 플랜지부(97) 사이의 공간이 확장되고, 이들 플랜지
부(93, 97) 사이의 실리콘 볼(98)상의 압축력이 제거된다. 그래서, 볼(98)의 직경이 가동 플랜지부(95, 96)와
하측 고정 플랜지부(97)의 직경보다 작아진다.
실리콘 볼(98)의 직경이 감소하면, 실리콘 볼은 분취/분주 팁(100)의 배럴부(102)의 내주면에서 떨어지고, 그에<51>
따라 노즐 본체(88) 및 팁(100)이 서로 분리된다. 그래서, 팁(100)이 노즐부(91)로부터 분리되고 팁 폐기 슈트
(30)를 통해 팁 회수 박스 내로 투하된다.
팁 폐기 공정이 완료되면, 본체(11) 내의 전기 모터(39)가 다시 구동하여 구동 풀리(40)를 회전시키고 종동 풀<52>
리(41)가 벨트(42)에 의해 회전한다. 종동 풀리(41)의 회전은 구동 샤프트(37)를 통해 회전 샤프트(45)에 전달
되고, 그래서 노즐 지지부재(51)가 일체로 90°회전한다. 그 결과, 분취/분주 팁(100)을 팁 폐기 위치(34)에
폐기한 노즐부(91)가 팁 장착 위치(31)로 복귀하여, 하나의 사이클이 완료된다. 그 후에, 팁 장착 위치(31)에
서, 분취/분주 팁(100)이 노즐 본체(88)에 다시 부착된다. 이러한 동작을 반복함으로써, 혈액 등의 검체에 대
한 분취/분주 공정을 연속적으로 실행할 수 있다.
또한, 분취/분주 팁(100)이 팁 장착 위치(31)에서 노즐 본체(88)에 부착되는 동안, 주사기 기구(53) 및 노즐 승<53>
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강 기구(54)가 독립적으로 구동된다. 또한, 분취 및 분주 동작은 분취 위치(32) 및 분주 위치(33)에서 각각 수
행된다. 따라서, 작업 효율을 향상시킬 수 있다.
상술한 실시예에 따르면, 4개의 위치, 즉 팁 장착 위치(31), 분취 위치(32), 분주 위치(33) 및 팁 폐기 위치<54>
(34)는 90°간격으로 배열된다. 변형예로, 8개의 유사한 위치가 수의 제한이나 형상의 제약 없이 45°간격으로
배열될 수도 있다.
본 명세서에서 설명한 실시예에 따르면, 분취/분주 파이프는 실린더에 직접 접속되어, 실리콘 볼을 압축 및 해<55>
제하도록 실린더에 의해서 승강될 수 있다. 그러나, 실린더는 모터 구동 랙-피니언 기구 또는 솔레노이드와 같
은 액츄에이터로 대체될 수도 있다.
또, 2개의 실리콘 볼이 압축되어 분취/분주 팁의 튜브부의 내주면과 긴밀하게 접촉하게 되지만, 실리콘 볼은 실<56>
리콘 이외의 임의의 다른 소성재의 볼로 대체될 수도 있으며, 그 수는 2개에 한정되지 않는다.
당업자라면 추가의 이점 및 수정을 용이하게 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 가장 넓은 측면은 특정 세부사<57>
항과 본 명세서에 도시하고 설명한 대표 실시예들에 한정되지 않는다. 따라서, 첨부하는 청구범위 및 그 등가
물에 의해서 규정되는 포괄적인 발명의 개념의 정신 및 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이 이루어질 수도
있다.
삭제<58>
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 검체 분취/분주 장치의 종방향 정면도,<59>
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 절단한 실시예의 장치의 단면도,<60>
도 3은 실시예의 컨베이어의 개략 평면도,<61>
도 4는 레일부의 단면도,<62>
도 5는 실시예의 주사기 기구 및 노즐 승강 기구를 도시하는 측면도,<63>
도 6a는 볼이 압축력으로부터 해제된 상태의 실시예의 분취/분주 노즐 본체를 도시하는 종방향 단면도,<64>
도 6b는 볼이 압축된 상태의 실시예의 분취/분주 노즐 본체를 도시하는 종방향 단면도,<65>
도 7은 분취/분주 팁이 노즐 본체에 부착된 상태의 실시예를 도시하는 종방향 단면도.<66>
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도면
도면1
도면2
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도면3
도면4
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도면6
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도면7
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