(57)【要約】【課題】複数のロータリー部材を有していても、精度よくバルブの開閉を制御することができる流体取扱装置および流体取扱システムを提供すること。【解決手段】流体取扱装置は、バルブのダイヤフラムを押圧してバルブを閉じさせるための第１凸部を有し、回転軸を中心として回転可能な第１ロータリー部材と、第１ロータリー部材を取り囲むように配置され、バルブのダイヤフラムを押圧してバルブを閉じさせるための第２凸部を有し、回転軸を中心として第１ロータリー部材とは別個に回転可能な第２ロータリー部材と、第１ロータリー部材と第２ロータリー部材との間に配置され、第１ロータリー部材および第２ロータリー部材に接触している複数の転動体と、を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１流路、第２流路、および前記第１流路と前記第２流路との間に配置されたバルブを有する流路チップ内の流体を制御するための流体取扱装置であって、
前記バルブのダイヤフラムを押圧して前記バルブを閉じさせるための第１凸部を有し、回転軸を中心として回転可能な第１ロータリー部材と、
前記第１ロータリー部材を取り囲むように配置され、前記バルブのダイヤフラムを押圧して前記バルブを閉じさせるための第２凸部を有し、前記回転軸を中心として前記第１ロータリー部材とは別個に回転可能な第２ロータリー部材と、
前記第１ロータリー部材と前記第２ロータリー部材との間に配置され、前記第１ロータリー部材および前記第２ロータリー部材に接触している複数の転動体と、
を有する、流体取扱装置。
【請求項２】
前記第１ロータリー部材の前記第２ロータリー部材側の面または前記第２ロータリー部材の前記第１ロータリー部材側の面には、前記複数の転動体を収容するための凹部が形成されている、請求項１に記載の流体取扱装置。
【請求項３】
前記転動体は、ベアリングボールである、請求項１または請求項２に記載の流体取扱装置。
【請求項４】
前記第１凸部と前記第２凸部の間隔は、５〜１５０μｍの範囲である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の流体取扱装置。
【請求項５】
第１流路、第２流路、および前記第１流路と前記第２流路との間に配置されたバルブを有する流路チップと、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の流体取扱装置と、
を有する、流体取扱システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体取扱装置および流体取扱システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、タンパク質や核酸などの微量な物質の分析を高精度かつ高速に行うために、流路チップが使用されている。流路チップは、分析に必要な試薬および試料の量が少なくてよいという利点を有しており、臨床検査や食物検査、環境検査などの様々な用途での使用が期待されている。たとえば、特許文献１には、複数のマイクロバルブを有する流路チップと、複数のマイクロバルブの開閉を制御するための加圧部とを有する、マイクロバルブユニットが開示されている。流路チップにおいて、複数のマイクロバルブは、同一円周上に配置されている。また、加圧部は、平面視形状が円弧状の当接面を有している。加圧部を回転させることで、加圧部の当接面が移動する。これにより、マイクロバルブのダイヤフラムは、加圧部により押圧されたり、押圧されなくなったりする。マイクロバルブは、加圧部により押圧されているときは閉じ、加圧部により押圧されていないときは開く。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−８５５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のとおり、特許文献１に記載の装置（マイクロバルブユニット）では、平面視形状が円弧状の凸部（端面）を有するロータリー部材（加圧部）を回転させて、複数のバルブ（マイクロバルブ）の開閉を制御している。このような装置において、流路チップが多数のバルブを有している場合、バルブを意図した順番で開閉できないことがある。この問題について、図１Ａ〜図２Ｂを参照して説明する。
【０００５】
図１Ａは、従来の技術の問題点を説明するための流路チップの平面図である。図１Ｂは、図１Ａに示される流路チップと組み合わせて使用されるロータリー部材の底面図である。図１Ａに示されるように、流路チップは、第１導入口１０、第１導入流路１１、第１バルブ１２、第２導入口２０、第２導入流路２１、第２バルブ２２、第３導入口３０、第３導入流路３１、第３バルブ３２、共通流路４０および取出口４１を有する。第１導入流路１１の上流端は、第１導入口１０に接続されており、第１導入流路１１の下流端は、共通流路４０の上流端に接続されている。第２導入流路２１の上流端は、第２導入口２０に接続されており、第２導入流路２１の下流端は、共通流路４０の上流端に接続されている。第３導入流路３１の上流端は、第３導入口３０に接続されており、第３導入流路３１の下流端は、共通流路４０の上流端に接続されている。第１導入流路１１、第２導入流路２１および第３導入流路３１には、第１バルブ１２、第２バルブ２２および第３バルブ３２がそれぞれ設けられている。共通流路４０の下流端は、取出口４１に接続されている。
【０００６】
また、図１Ｂに示されるように、ロータリー部材は、第１バルブ１２、第２バルブ２２および第３バルブ３２を押圧するための平面視形状が円弧状の凸部５０と、凸部５０と同一円周上に配置された凹部５１と、を有する。図１Ｂでは、凸部５０の底面（流路チップに接触する面）にハッチングを付している。第１バルブ１２、第２バルブ２２および第３バルブ３２は、凸部５０により押圧されているときは閉じ、凸部５０により押圧されていないときは開く。
【０００７】
たとえば、図２Ａに示されるように、凹部５１が第１バルブ１２上に位置し、凸部５０が第２バルブ２２および第３バルブ３２上に位置するようにロータリー部材を回転させる。この場合、第１バルブ１２が開き、第１導入口１０内の流体は、第１導入流路１１および共通流路４０を通って取出口４１に流れることができる。一方、第２バルブ２２および第３バルブ３２は閉じるため、第２導入口２０内の液体および第３導入口３０内の流体は、取出口４１に向けて流れることができない。
【０００８】
この後、第３導入口３０内の流体を取出口４１に向けて流したい場合、凹部５１が第３バルブ３２上に位置し、凸部５０が第１バルブ１２および第２バルブ２２上に位置するようにロータリー部材を回転させる。しかしながら、図２Ｂに示されるように、ロータリー部材を回転させている間に、一時的に、凹部５１が第２バルブ２２上に位置し、凸部５０が第１バルブ１２および第３バルブ３２上に位置することとなる。したがって、第２導入口２０内の流体を流す意図が無いのに、第２導入口２０内の流体が、取出口４１に向けて流れてしまうおそれがある。
【０００９】
以上のように、従来の装置には、流路チップが多数のバルブを有している場合、１つのロータリー部材だけではバルブを意図した順番で開閉するように制御することは難しい。そのため、平面視形状が円弧状の凸部を有するロータリー部材を複数配置されている流体取扱装置が望まれている。
【００１０】
本発明者は、複数のロータリー部材を有する流体取扱装置について検討したところ、複数のロータリー部材が回転軸を中心として同心円状に配置されていることから、回転時に、内側に配置されているロータリー部材（第１ロータリー部材）と、外側に配置されているロータリー部材（第２ロータリー部材）との間で摩擦が生じ、回転性が悪くなることで所望する位置でバルブが押圧されにくくなることがわかった。
【００１１】
そこで、本発明者は、２つのロータリー部材間の摩擦を軽減するために、一方のロータリー部材に形成された凹部に市販のボールベアリングを取り付けたところ、ロータリー部材間の摩擦を軽減することができたが、２つのロータリー部材間の間隔にばらつきが生じてしまうことがわかった。たとえば、１つのバルブに対して内側の第１ロータリー部材の第１凸部および外側の第２ロータリー部材の第２凸部の両方を接触させたい場合、第１凸部と第２凸部との間隔が狭いことが好ましい。しかしながら、上記のようにボールベアリングを取り付けることにより２つのロータリー部材間の間隔にばらつきが生じてしまうと、１つのバルブに対して第１凸部および第２凸部の両方が適切に接触することができなくなり、バルブの開閉を適切に制御できなくなるおそれがある。
【００１２】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、複数のロータリー部材を有していても、精度よくバルブの開閉を制御することができる流体取扱装置および流体取扱システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る流体取扱装置は、第１流路、第２流路、および前記第１流路と前記第２流路との間に配置されたバルブを有する流路チップ内の流体を制御するための流体取扱装置であって、前記バルブのダイヤフラムを押圧して前記バルブを閉じさせるための第１凸部を有し、回転軸を中心として回転可能な第１ロータリー部材と、前記第１ロータリー部材を取り囲むように配置され、前記バルブのダイヤフラムを押圧して前記バルブを閉じさせるための第２凸部を有し、前記回転軸を中心として前記第１ロータリー部材とは別個に回転可能な第２ロータリー部材と、前記第１ロータリー部材と前記第２ロータリー部材との間に配置され、前記第１ロータリー部材および前記第２ロータリー部材に接触している複数の転動体と、を有する。
【００１４】
本発明に係る流体取扱システムは、第１流路、第２流路、および前記第１流路と前記第２流路との間に配置されたバルブを有する流路チップと、本発明に係る流体取扱装置と、を有する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、複数のロータリー部材を有していても、精度よくバルブの開閉を制御することができる流体取扱装置および流体取扱システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１Ａは、従来の技術の問題点を説明するための流路チップの平面図である。図１Ｂは、図１Ａに示される流路チップと組み合わせて使用されるロータリー部材の底面図である。
【図２】図２Ａおよび図２Ｂは、図１Ａに示される流路チップおよび図１Ｂに示されるロータリー部材の使用例を示す模式図である。
【図３】図３は、実施の形態に係る流体取扱装置および流路チップの構成を示す断面図である。
【図４】図４は、実施の形態に係る流路チップの構成を示す平面図である。
【図５】図５は、実施の形態に係るロータリー部材の平面図である。
【図６】図６は、実施の形態に係る流体取扱装置の動作を説明するための模式図である。
【図７】図７は、実施の形態に係る流体取扱装置の動作を説明するための模式図である
【図８】図８は、実施の形態に係る流体取扱装置の動作を説明するための模式図である。
【図９】図９Ａおよび図９Ｂは、実施の形態に係る流体取扱装置の別の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
［実施の形態］
（流体取扱装置および流路チップの構成）
図３は、実施の形態に係る流体取扱システム（流体取扱装置１００および流路チップ２００）の構成を示す断面図（図４のＡ−Ａ線の断面図）である。図３に示されるように、流体取扱装置１００は、第１ロータリー部材１１０および第１ロータリー部材１１０を取り囲むように配置されている第２ロータリー部材１２０を有する。第１ロータリー部材１１０および第２ロータリー部材１２０は、図示しない外部の駆動機構により中心軸ＣＡを中心に回転させられる。第１ロータリー部材１１０および第２ロータリー部材１２０には、複数の転動体１３０を収容するための凹部１４０が形成され、複数の転動体１３０は、第１ロータリー部材１１０および第２ロータリー部材１２０に接触するように配置されている。流路チップ２００は、基板２１０およびフィルム２２０を有し、フィルム２２０が第１ロータリー部材１１０および第２ロータリー部材１２０に接触するように流体取扱装置１００に設置される。なお、図３では、流体取扱装置１００および流路チップ２００の構成をわかりやすくするために、これらを離して図示している。
【００１９】
図４は、実施の形態に係る流路チップ２００の構成を示す平面図である。流路チップ２００は、基板２１０およびフィルム２２０を有し、フィルム２２０が第１ロータリー部材１１０の第１凸部１１１および第２ロータリー部材１２０の第２凸部１２１に接触するように流体取扱装置１００に設置される。図４では、基板２１０のフィルム２２０側の面に形成された溝（流路）と、フィルム２２０に形成されたダイヤフラムを破線で示している。
【００２０】
前述のとおり、流路チップ２００は、基板２１０およびフィルム２２０を有する（図４参照）。基板２１０には、流路となるための溝、および導入口または取出口となる貫通孔が形成されている。フィルム２２０は、基板２１０に形成された凹部および貫通孔の開口部を塞ぐように基板２１０の一方の面に接合されている。フィルム２２０の一部の領域は、ダイヤフラムとして機能する。フィルム２２０により塞がれた基板２１０の溝は、試薬や液体試料、気体、紛体などの流体を流すための流路となる。
【００２１】
基板２１０の厚みは、特に限定されない。たとえば、基板２１０の厚みは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。また、基板２１０の材料も、特に限定されない。たとえば、基板２１０の材料は、公知の樹脂およびガラスから適宜選択されうる。基板２１０の材料の例には、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエーテル、ポリエチレン、ポリスチレン、シリコーン樹脂およびエラストマーが含まれる。
【００２２】
フィルム２２０の厚みは、ダイヤフラムとして機能することが可能であれば特に限定されない。たとえば、フィルム２２０の厚みは、３０μｍ以上３００μｍ以下である。また、フィルム２２０の材料も、ダイヤフラムとして機能することが可能であれば特に限定されない。たとえば、フィルム２２０の材料は、公知の樹脂から適宜選択されうる。フィルム２２０の材料の例には、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエーテル、ポリエチレン、ポリスチレン、シリコーン樹脂およびエラストマーが含まれる。フィルム２２０は、例えば、熱溶着やレーザ溶着、接着剤などにより基板２１０に接合される。
【００２３】
図４に示されるように、本実施の形態に係る流路チップ２００は、第１導入口２３０、第１導入流路２３１、第１バルブ２３２、第２導入口２４０、第２導入流路２４１、第２バルブ２４２、第３導入口２５０、第３導入流路２５１、第３バルブ２５２、共通流路２６０および取出口２７０を有する。第１導入流路２３１、第２導入流路２４１および第３導入流路２５１は、特許請求の範囲における第１流路に相当し、共通流路２６０は、特許請求の範囲における第２流路に相当する。
【００２４】
第１導入口２３０、第２導入口２４０および第３導入口２５０は、流体を導入するための有底の凹部である。本実施の形態では、第１導入口２３０、第２導入口２４０および第３導入口２５０は、それぞれ、基板２１０に形成されている貫通孔と、当該貫通孔の一方の開口部を閉塞しているフィルム２２０とから構成されている。これらの導入口の形状および大きさは、特に限定されず、必要に応じて適宜設定されうる。これらの導入口の形状は、例えば、略円柱形状である。これらの導入口の幅は、例えば２ｍｍ程度である。これらの導入口に収容される流体の種類は、流路チップ２００の用途に応じて適宜選択されうる。当該流体は、試薬や液体試料、紛体などの流体である。
【００２５】
第１導入流路２３１、第２導入流路２４１および第３導入流路２５１は、その内部を流体が移動しうる流路である。第１導入流路２３１、第２導入流路２４１および第３導入流路２５１の上流端は、それぞれ、第１導入口２３０、第２導入口２４０および第３導入口２５０に接続されている。第１導入流路２３１、第２導入流路２４１および第３導入流路２５１の下流端は、それぞれ異なる位置で共通流路２６０に接続されている。本実施の形態では、第１導入流路２３１、第２導入流路２４１および第３導入流路２５１は、それぞれ、基板２１０に形成されている溝と、当該溝の開口部を閉塞しているフィルム２２０とから構成されている。これらの流路の断面積および断面形状は、特に限定されない。本明細書において、「流路の断面」とは、流体が流れる方向に直交する流路の断面を意味する。これらの流路の断面形状は、例えば、一辺の長さ（幅および深さ）が数十μｍ程度の略矩形状である。これらの流路の断面積は、流体の流れ方向において、一定であってもよいし、一定でなくてもよい。本実施の形態では、これらの流路の断面積は、一定である。
【００２６】
第１バルブ２３２、第２バルブ２４２および第３バルブ２５２は、それぞれ、第１導入流路２３１、第２導入流路２４１および第３導入流路２５１内の流体の流れを制御するダイヤフラムバルブである。第１バルブ２３２は、第１導入流路２３１内または第１導入流路２３１と共通流路２６０との合流部に配置される。第２バルブ２４２は、第２導入流路２４１内または第２導入流路２４１と共通流路２６０との合流部に配置される。第３バルブ２５２は、第３導入流路２５１内または第３導入流路２５１と共通流路２６０との合流部に配置される。本実施の形態では、第１バルブ２３２は第１導入流路２３１と共通流路２６０との合流部に配置され、第２バルブ２４２は第２導入流路２４１と共通流路２６０との合流部に配置され、第３バルブ２５２は第３導入流路２５１と共通流路２６０との合流部に配置されている。また、第１バルブ２３２、第２バルブ２４２および第３バルブ２５２は、中心軸ＣＡを中心とする円の円周上に配置されている。
【００２７】
第１バルブ２３２は、第１隔壁２３３および第１ダイヤフラム２３４を有する。同様に、第２バルブ２４２は、第２隔壁２４３および第２ダイヤフラム２４４を有し、第３バルブ２５２は、第３隔壁２５３および第３ダイヤフラム２５４を有する。本実施の形態では、第１隔壁２３３は、第１導入流路２３１と共通流路２６０との間に配置されている。同様に、第２バルブ２４２は、第２導入流路２４１と共通流路２６０との間に配置されており、第３バルブ２５２は、第３導入流路２５１と共通流路２６０との間に配置されている。また、第１ダイヤフラム２３４は、第１隔壁２３３と対向するように配置されている。同様に、第２ダイヤフラム２４４は、第２隔壁２４３と対向するように配置されており、第３ダイヤフラム２５４は、第３隔壁２５３と対向するように配置されている。
【００２８】
第１隔壁２３３は、第１導入流路２３１と共通流路２６０との間を開閉するためのダイヤフラムバルブの弁座として機能する。同様に、第２隔壁２４３は、第２導入流路２４１と共通流路２６０との間を開閉するためのダイヤフラムバルブの弁座として機能し、第３隔壁２５３は、第３導入流路２５１と共通流路２６０との間を開閉するためのダイヤフラムバルブの弁座として機能する。これらの隔壁の形状および高さは、上記の機能を発揮することができれば、特に限定されない。これらの隔壁の形状は、例えば、四角柱形状である。これらの隔壁の高さは、例えば、導入流路および共通流路２６０の深さと同じである。
【００２９】
第１ダイヤフラム２３４、第２ダイヤフラム２４４および第３ダイヤフラム２５４は、可撓性を有するフィルム２２０の一部であり、略球冠形状を有している（図３参照）。フィルム２２０は、それぞれのダイヤフラムが対応する隔壁に非接触でかつ対向するように基板２１０上に配置されている。それぞれのダイヤフラムは、第１ロータリー部材１１０の第１凸部１１１（後述）または第２ロータリー部材１２０の第２凸部１２１（後述）により押圧されたときに対応する隔壁に向かって撓む。すなわち、ダイヤフラムは、ダイヤフラムバルブの弁体として機能する。たとえば、第１凸部１２１および第２凸部１２１が第１ダイヤフラム２３４を押圧していないとき、第１導入流路２３１および共通流路２６０は、第１ダイヤフラム２３４および第１隔壁２３３の隙間を介して互いに連通した状態となる。一方、第１ダイヤフラム２３４が第１隔壁２３３に接触するように第１凸部１２１または第２凸部１２１が第１ダイヤフラム２３４を押圧しているとき、第１導入流路２３１および共通流路２６０は互いに連通しない状態となる。
【００３０】
共通流路２６０は、その内部を流体が移動しうる流路である。共通流路２６０は、第１バルブ２３２を介して第１導入流路２３１に接続されており、第２バルブ２４２を介して第２導入流路２４１に接続されており、第３バルブ２５２を介して第３導入流路２５１に接続されている。したがって、共通流路２６０には、第１導入口２３０に導入された流体、第２導入口２４０に導入された流体、および第３導入口２５０に導入された流体が流れる。共通流路２６０の下流端は、取出口２７０に接続されている。本実施の形態では、共通流路２６０は、基板２１０に形成されている溝と、当該溝の開口部を閉塞しているフィルム２２０とから構成されている。共通流路２６０の断面積および断面形状は、特に限定されない。共通流路２６０の断面形状は、例えば、一辺の長さ（幅および深さ）が数十μｍ程度の略矩形状である。共通流路２６０の断面積は、流体の流れ方向において、一定であってもよいし、一定でなくてもよい。本実施の形態では、共通流路２６０の断面積は、一定である。
【００３１】
取出口２７０は、有底の凹部である。取出口２７０は、空気孔として機能したり、共通流路２６０内の流体を取り出すための取り出し口として機能したりする。本実施の形態では、取出口２７０は、基板２１０に形成されている貫通孔と、当該貫通孔の一方の開口部を閉塞しているフィルム２２０とから構成されている。取出口２７０の形状および大きさは、特に限定されず、必要に応じて適宜設定されうる。取出口２７０の形状は、例えば、略円柱形状である。取出口２７０の幅は、例えば２ｍｍ程度である。
【００３２】
図５は、実施の形態に係る流体取扱装置１００の第１ロータリー部材１１０および第２ロータリー部材１２０の平面図である。図５では、見やすくするために、第１ロータリー部材１１０の第１凸部１１１の天面および第２ロータリー部材１２０の第２凸部１２１の天面にハッチングを付している。
【００３３】
前述のとおり、流体取扱装置１００は、第１ロータリー部材１１０および第１ロータリー部材１１０を取り囲むように配置されている第２ロータリー部材１２０を有する。第１ロータリー部材１１０は、バルブ（第１バルブ２３２、第２バルブ２４２または第３バルブ２５２）のダイヤフラムを押圧してバルブを閉じさせるための第１凸部１１１を有し、回転軸（中心軸ＣＡ）を中心として回転可能である。第１ロータリー部材１１０の形状は略円柱状である。第２ロータリー部材１２０は、第１ロータリー部材１１０を取り囲むように配置され、バルブ（第１バルブ２３２、第２バルブ２４２または第３バルブ２５２）のダイヤフラムを押圧してバルブを閉じさせるための第２凸部１２１を有し、回転軸（中心軸ＣＡ）を中心として第１ロータリー部材１１０とは別個に回転可能である。
【００３４】
第１ロータリー部材１１０の第１凸部１１１および第１凹部１１２は、中心軸ＣＡを中心とする第１円の円周上に配置されている。本実施の形態では、第１凸部１１１の平面視形状は、中心軸ＣＡを中心とする第１円の一部に対応する円弧状である。第１円の円周上において第１凸部１１１が存在しない領域が、第１凹部１１２である。
【００３５】
なお、第１凸部１１１は、第１凹部１１２に対して相対的に突出していればよく、第１凹部１１２は、第１凸部１１１に対して相対的に凹んでいればよい。すなわち、第１凸部１１１は、押圧部として機能できればよく、第１凹部１１２は、非押圧部として機能できればよい。
【００３６】
また、第２ロータリー部材１２０の第２凸部１２１および第２凹部１２２は、中心軸ＣＡを中心とする第２円の円周上に配置されている。本実施の形態では、第２凸部１２１の平面視形状は、中心軸ＣＡを中心とする第２円の一部に対応する円弧状である。第２円の円周上において第２凸部１２１が存在しない領域が、第２凹部１２２である。
【００３７】
なお、第２凸部１２１は、第２凹部１２２に対して相対的に突出していればよく、第２凹部１２２は、第２凸部１２１に対して相対的に凹んでいればよい。すなわち、第２凸部１２１は、押圧部として機能できればよく、第２凹部１２２は、非押圧部として機能できればよい。
【００３８】
第１ロータリー部材１１０の第１凸部１１１および第２ロータリー部材１２０の第２凸部１２１は、同一のバルブ（第１バルブ２３２、第２バルブ２４２または第３バルブ２５２）のダイヤフラムを押圧することから、第１凸部１１１と第２凸部１２１との間隔は小さいことが好ましい。本実施の形態では、第１凸部１１１と第２凸部１２１との間隔は、５〜１５０μｍの範囲内である。
【００３９】
本実施の形態では、第１ロータリー部材１１０の外側面（第２ロータリー部材１２０側の面）１１３および第２ロータリー部材１２０の内側面（第１ロータリー部材１１０側の面）１２３には、複数の転動体１３０を収容するための凹部１４０が形成されている。中心軸ＣＡに沿う方向の凹部１４０の断面形状は、複数の転動体１３０を適切に収容することができれば、特に限定されない。本実施の形態では、凹部１４０の断面形状は略正方形である（図３参照）。また、凹部１４０の大きさも、複数の転動体１３０が第１ロータリー部材１１０および第２ロータリー部材１２０の両方に適切に接触できれば、特に限定されない。
【００４０】
複数の転動体１３０は、第１ロータリー部材１１０と第２ロータリー部材１２０との間に配置され、第１ロータリー部材１１０と第２ロータリー部材１２０との間の摩擦を低減させる機能を担っている。複数の転動体１３０は、第１ロータリー部材１１０および第２ロータリー部材１２０以外の部材（例えば軌道輪）に収容されることなく、第１ロータリー部材１１０と第２ロータリー部材１２０との間にそのまま配置されている。したがって、複数の転動体１３０は、第１ロータリー部材１１０および第２ロータリー部材１２０に直接接触している。本実施の形態では、複数の転動体１３０は、前述の凹部１４０に収容されている。なお、複数の転動体１３０は、第１ロータリー部材１１０および第２ロータリー部材１２０に直接接触するように配置されていれば、複数の転動体１３０間の間隔を一定とするための保持器により保持されていてもよい。複数の転動体１３０の大きさは、同一であり、かつ凹部１４０よりもわずかに大きい。したがって、複数の転動体１３０を凹部１４０内に配置することで、第１ロータリー部材１１０と第２ロータリー部材１２０とはわずかに離間する。本実施の形態では、第１ロータリー部材１１０と第２ロータリー部材１２０との間隔は、５〜１５０μｍの範囲内である。
【００４１】
転動体１３０の形状は、第１ロータリー部材１１０と第２ロータリー部材１２０との間の摩擦を低減させることができれば、特に限定されない。転動体１３０は、例えばタマ（ボール）またはコロ（ローラ）である。コロの例には、円筒コロ、円錐コロ、針状コロなどが含まれる。また、転動体１３０の材料は、必要な強度、耐摩耗性、耐食性などを有していれば特に限定されない。転動体１３０の材料の例には、セラミックス、ステンレス鋼、ソーダガラス、真鍮、タングステン、高炭素クロム軸受鋼、樹脂などが含まれる。本実施の形態では、転動体１３０は、高炭素クロム軸受鋼製のベアリングボールである。
【００４２】
（流体取扱装置の動作）
次に、図６〜８を参照しながら、流体取扱装置１００の動作について説明する。説明の便宜上、図６〜８では、第１凸部１１１および第２凸部１２１について、流路チップ２００のフィルム２２０に当接している場合はハッチングを付して図示し、当接していない場合は図示しないこととする。なお、第１導入口２３０には第１液体が収容されており、第２導入口２４０には第２液体が収容されており、第３導入口２５０には、第３液体が収容されており、第１導入口２３０、第２導入口２４０および第３導入口２５０は、加圧されているものとする。
【００４３】
まず、第１バルブ２３２の上に第１凹部１１２が位置し、第２バルブ２４２および第３バルブ２５２の上に第１凸部１１１が位置するように第１ロータリー部材１１０を回転させるとともに、第１バルブ２３２上に第２凹部１２２が位置し、第２バルブ２４２および第３バルブ２５２の上に第２凸部１２１が位置するように第２ロータリー部材１２０を回転させて、第１バルブ２３２を開かせ、第２バルブ２４２および第３バルブ２５２を閉じさせる。これにより、図６に示されるように、第１導入口２３０内の第１液体は、第１導入流路２３１、第１バルブ２３２および共通流路２６０を通って取出口２７０に移動する。このとき、第２バルブ２４２および第３バルブ２５２は閉じているため、第２導入口２４０内の第２液体および第３導入口２５０内の第３液体が共通流路２６０に流れ込むことはない。
【００４４】
次に、第３導入口２５０内の第３液体を共通流路２６０に流したいとする。この場合、第３バルブ２５２の上に第１凹部１１２が位置するまで第１ロータリー部材１１０を回転させ、かつ第３バルブ２５２の上に第２凹部１２２が位置するまで第２ロータリー部材１２０を回転させる必要がある。このとき、第１ロータリー部材１１０および第２ロータリー部材１２０を互いに逆方向に回転させるなどして、第３バルブ２５２に到達するまでの間に第１凹部１１２および第２凹部１２２の位置が一致しないようにする。たとえば、図７に示されるように、第２ロータリー部材１２０を回転させている途中に、第２バルブ２４２の上に第２凹部１２２が位置しても、第２バルブ２４２のダイヤフラムは、第１ロータリー部材１１０の第１凸部１１１により押圧されている。したがって、第１ロータリー部材１１０または第２ロータリー部材１２０を回転させている途中に、第２バルブ２４２の上を第１凹部１１２または第２凹部１２２が通過しても、第２導入口２４０内の第２液体が共通流路２６０に流れ込むことはない。
【００４５】
そして、第３バルブ２５２の上に第１凹部１１２が位置し、第１バルブ２３２および第２バルブ２４２の上に第１凸部１１１が位置したら、第１ロータリー部材１１０の回転を止める。また、第３バルブ２５２の上に第２凹部１２２が位置し、第１バルブ２３２および第２バルブ２４２の上に第２凸部１２１が位置したら、第２ロータリー部材１２０の回転を止める。これにより、第３バルブ２５２のみが開く。これにより、図８に示されるように、第３導入口２５０内の第３液体は、第３導入流路２５１、第３バルブ２５２および共通流路２６０を通って取出口２７０に移動する。このとき、第１バルブ２３２および第２バルブ２４２は閉じているため、第１導入口２３０内の第１液体および第２導入口２４０内の第２液体が共通流路２６０に流れ込むことはない。
【００４６】
以上の手順により、第１ロータリー部材１１０または第２ロータリー部材１２０を回転させている途中に意図しないバルブを開かせることなく、第１ロータリー部材１１０または第２ロータリー部材１２０を回転させることで複数のバルブの開閉を制御することができる。
【００４７】
（効果）
以上のように、本実施の形態に係る流体取扱装置１００では、複数の転動体１３０が、第１ロータリー部材１１０および第２ロータリー部材１２０以外の部材（例えば軌道輪）に収容されることなく、第１ロータリー部材１１０と第２ロータリー部材１２０との間に形成された凹部１４０に直接配置されている。たとえば、第１ロータリー部材１１０の外側面１１３または第２ロータリー部材１２０の内側面に凹部１４０を形成し、この凹部１４０に軌道輪などを有する市販のボールベアリングを嵌め込んだ場合、凹部１４０の寸法誤差およびボールベアリングの軌道輪の寸法誤差の合計が第１ロータリー部材１１０と第２ロータリー部材１２０との間隔（すなわち第１凸部１１１と第２凸部１２１との間隔）に影響してしまう。しかしながら、本実施の形態のように、複数の転動体１３０を凹部１４０に直接配置した場合、凹部１４０の寸法誤差のみが第１ロータリー部材１１０と第２ロータリー部材１２０との間隔（すなわち第１凸部１１１と第２凸部１２１との間隔）に影響する。したがって、本実施の形態に係る流体取扱装置１００では、第１ロータリー部材１１０と第２ロータリー部材１２０との摩擦が小さく、かつ第１ロータリー部材１１０と第２ロータリー部材１２０との間隔（すなわち第１凸部１１１と第２凸部１２１との間隔）のばらつきも小さい。その結果、本実施の形態に係る流体取扱装置１００は、複数のロータリー部材を有していても、精度よくバルブの開閉を制御することができる。
【００４８】
（変形例）
なお、上記実施の形態では、第１ロータリー部材１１０の外側面１１３および第２ロータリー部材１２０の内側面に凹部１４０を形成した流体取扱層装置１００について説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、図９Ａに示されるように、第１ロータリー部材１１０の外側面１１３のみに転動体１３０を収容する凹部１４０を形成してもよいし、図９Ｂに示されるように、第２ロータリー部材１２０の内側面１２３のみに転動体１３０を収容する凹部１４０を形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の流体取扱装置は、例えば、臨床検査や食物検査、環境検査などの様々な用途において有用である。
【符号の説明】
【００５０】
１０  第１導入口
１１  第１導入流路
１２  第１バルブ
２０  第２導入口
２１  第２導入流路
２２  第２バルブ
３０  第３導入口
３１  第３導入流路
３２  第３バルブ
４０  共通流路
４１  取出口
５０  ロータリー部材の凸部
５１  ロータリー部材の凹部
１００  流体取扱装置
１１０  第１ロータリー部材
１１１  第１凸部
１１２  第１凹部
１１３  第１ロータリー部材の外側面
１２０  第２ロータリー部材
１２１  第２凸部
１２２  第２凹部
１２３  第２ロータリー部材の内側面
１３０  転動体
１４０  凹部
２００  流路チップ
２１０  基板
２２０  フィルム
２３０  第１導入口
２３１  第１導入流路
２３２  第１バルブ
２３３  第１隔壁
２３４  第１ダイヤフラム
２４０  第２導入口
２４１  第２導入流路
２４２  第２バルブ
２４３  第２隔壁
２４４  第２ダイヤフラム
２５０  第３導入口
２５１  第３導入流路
２５２  第３バルブ
２５３  第３隔壁
２５４  第３ダイヤフラム
２６０  共通流路
２７０  取出口
ＣＡ  中心軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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