(57)【要約】【課題】簡単な構成で被駆動体の駆動を精密に制御することが可能な駆動装置、及びこれを備えた検査装置を提供する。【解決手段】駆動装置２００は、入力機構２０１と、出力ギア２０３と、第１及び第２伝達機構２０２Ａ，２０２Ｂとを備える。入力機構２０１は、駆動源２０１１と、駆動源２０１１からの駆動力が入力される入力ギア２０１２とを含む。出力ギア２０３は、前記駆動力を被駆動体へ出力する。第１及び第２伝達機構２０２Ａ，２０２Ｂは、入力ギア２０１２に入力された前記駆動力を出力ギア２０３に伝達する。第１及び第２伝達機構２０２Ａ，２０２Ｂはそれぞれ、入力ギア２０１２及び出力ギア２０３と噛み合う第１及び第２伝達ギア２０２１Ａ，２０２１Ｂと、第１及び第２伝達回転軸２０２２Ａ，２０２２Ｂと、弾性変形可能な第１及び第２伝達軸受２０２３Ａ，２０２３Ｂとを含む。【選択図】図１
2018168919.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源と、前記駆動源からの駆動力が入力される入力ギアとを含む入力機構と、
前記駆動力を被駆動体へ出力する出力ギアと、
前記入力ギアに入力された前記駆動力を前記出力ギアに伝達する少なくとも１つの伝達機構と、を備え、
前記伝達機構は、
前記入力ギア及び前記出力ギアの各々の回転中心を通る仮想線に対して回転中心がずれた位置に位置し、バックラッシュが除去されるような位置関係で前記入力ギア及び前記出力ギアと噛み合う伝達ギアと、
前記伝達ギアが取り付けられた伝達回転軸と、
前記伝達回転軸と直交する方向に弾性変形可能な状態で前記伝達回転軸を回転可能に軸支する伝達軸受と、を含む、駆動装置。
【請求項２】
前記伝達機構が、相互に離れて複数配設される、請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記複数の伝達機構は、前記仮想線に関して線対称の位置関係となる伝達ギアをそれぞれ含む、２つの伝達機構である、請求項２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記伝達機構による前記出力ギアへの前記駆動力の伝達を補助する補助機構を、更に備え、
前記補助機構は、前記出力ギアに対して前記伝達ギアとは反対側に配置され、前記出力ギアと噛み合う補助ギアを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の駆動装置。
【請求項５】
前記補助ギアの回転中心は、前記仮想線上に位置する、請求項４に記載の駆動装置。
【請求項６】
前記補助機構は、
前記補助ギアが取り付けられた補助回転軸と、
前記補助回転軸と直交する方向に弾性変形可能な状態で前記補助回転軸を回転可能に軸支する補助軸受と、を更に含む、請求項５に記載の駆動装置。
【請求項７】
前記入力機構及び前記伝達機構を収容する第１収容ハウジングと、
前記入力機構及び前記伝達機構と区別して前記補助機構を収容する第２収容ハウジングと、を更に備える、請求項６に記載の駆動装置。
【請求項８】
前記入力ギア及び前記伝達ギアが前記出力ギアに近づくように、前記第１収容ハウジングを前記出力ギアに向けて付勢する第１付勢部材と、
前記補助ギアが前記出力ギアに近づくように、前記第２収容ハウジングを前記出力ギアに向けて付勢する第２付勢部材と、を更に備える、請求項７に記載の駆動装置。
【請求項９】
前記伝達軸受及び前記補助軸受は、エラストマー材料により構成される部分を有する、請求項６に記載の駆動装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の駆動装置と、
前記駆動装置の前記出力ギアから出力される駆動力によって駆動される被駆動体としてのプランジャと、流体を収容可能な筒状に形成され前記プランジャが挿入されるシリンダとを含むシリンジと、
前記シリンジとの間で流体の移動が行われ、検体に所定の処理を施す処理室と、を備える検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被駆動体を駆動させる駆動装置、及びこれを備えた検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野等において検体の検査を行う検査装置は、検体に各種の処理を施すための流体を吐出又は吸入するための機構として、被駆動体を駆動させる駆動装置を備えている。この種の駆動装置としては、複数のギアを備えた装置が知られている。
【０００３】
検査装置においては、検体の検査結果の信頼性を高めるために、ギアの回転を精密に制御する必要がある。このため、複数のギアを備えた駆動装置では、ギア同士の噛み合い時に発生するバックラッシュの除去が求められる。例えば、特許文献１には、バックラッシュを除去するためのノンバックラッシュギア装置が開示されている。
【０００４】
特許文献１に開示されるノンバックラッシュギア装置は、互いに相対的な回転移動が可能に同軸に配置される２枚のギアと、当該２枚のギアに対して回転方向に弾性力を付与する弾性部材と、を含んで構成される。同軸に配置される２枚のギアには、回転方向に弾性力が付与されているので、この２枚のギアと噛み合う相手ギアとの間に発生するバックラッシュの除去が可能であるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２４０２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されるノンバックラッシュギア装置は、弾性部材が配設されている分、同軸に配置される２枚のギア自体の構造が複雑であるという課題がある。また、２枚のギアと相手ギアとは、バックラッシュが除去されるように互いの回転中心間の距離が調整されて配置される。このように配置され、２枚のギアと相手ギアとが噛み合った状態において過負荷がかかると、例えば相手ギアの歯部が破損するおそれがある。ギアの歯部が破損すると、そのギアの駆動伝達能が低下し、被駆動体の駆動を精密に制御することができなくなる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡単な構成で被駆動体の駆動を精密に制御することが可能な駆動装置、及びこれを備えた検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一の局面に係る駆動装置は、駆動源と、前記駆動源からの駆動力が入力される入力ギアとを含む入力機構と、前記駆動力を被駆動体へ出力する出力ギアと、前記入力ギアに入力された前記駆動力を前記出力ギアに伝達する少なくとも１つの伝達機構と、を備える。前記伝達機構は、前記入力ギア及び前記出力ギアの各々の回転中心を通る仮想線に対して回転中心がずれた位置に位置し、バックラッシュが除去されるような位置関係で前記入力ギア及び前記出力ギアと噛み合う伝達ギアと、前記伝達ギアが取り付けられた伝達回転軸と、前記伝達回転軸と直交する方向に弾性変形可能な状態で前記伝達回転軸を回転可能に軸支する伝達軸受と、を含む。
【０００９】
この駆動装置によれば、被駆動体を駆動させるべく入力ギアに入力された駆動力は、伝達ギアを介して出力ギアに伝達される。ここで、入力ギア、伝達ギア及び出力ギアのいずれのギアも、従来技術のような２枚のギアが同軸に配置されたものではない。このため、簡単な構成で駆動装置を実現することができる。
【００１０】
また、伝達ギアは、入力ギア及び出力ギアの各々の回転中心を通る仮想線に対して回転中心がずれた位置に位置し、バックラッシュが除去されるような位置関係で入力ギア及び出力ギアと噛み合う。すなわち、入力ギア、伝達ギア及び出力ギアが、バックラッシュが除去されるように互いの回転中心間の距離が調整されて配置される。ここで、入力ギアと出力ギアとの間に介在される伝達ギアが取り付けられた伝達回転軸を軸支する伝達軸受は、伝達回転軸と直交する方向に弾性変形可能である。これにより、入力ギアと伝達ギアとの噛み合い構造、並びに、伝達ギアと出力ギアとの噛み合い構造において過負荷がかかったとしても、伝達軸受の弾性変形によって、その負荷を吸収することができる。このため、入力ギア、伝達ギア及び出力ギアのいずれのギアにおいても、歯部の破損を可及的に防止することができる。この結果、入力ギア、伝達ギア及び出力ギアの複数のギアを備えた駆動装置において、バックラッシュが除去され、且つ、過負荷によるギアの歯部の破損が防止される。従って、駆動装置は、被駆動体の駆動を精密に制御することができる。
【００１１】
上記の駆動装置において、前記伝達機構が、相互に離れて複数配設される構成であってもよい。
【００１２】
この態様では、入力ギアと伝達ギアとが噛み合い、伝達ギアと出力ギアとが噛み合った状態において、ギア同士が噛み合った箇所の数を、伝達機構が配設される数に応じて増加させることができる。これにより、ギア同士の噛み合い構造における負荷が、伝達機構の数に応じて低下する。このため、ギア同士の噛み合い構造におけるギアの歯部の破損を、より確実に防止することができる。
【００１３】
上記の駆動装置において、前記複数の伝達機構は、前記仮想線に関して線対称の位置関係となる伝達ギアをそれぞれ含む、２つの伝達機構である構成であってもよい。
【００１４】
この態様では、２つの伝達機構の各伝達ギアは、伝達ギアが噛み合う入力ギア及び出力ギアの回転中心を通る仮想線に関して線対称の位置関係である。このため、ギア同士の噛み合い構造における負荷の偏在を防止することができる。
【００１５】
上記の駆動装置は、前記伝達機構による前記出力ギアへの前記駆動力の伝達を補助する補助機構を、更に備える構成であってもよい。そして、前記補助機構は、前記出力ギアに対して前記伝達ギアとは反対側に配置され、前記出力ギアと噛み合う補助ギアを含む。
【００１６】
この態様では、被駆動体に駆動力を出力する出力ギアを、伝達ギアと補助ギアとで挟むので、入力ギアと伝達ギアとの噛み合い構造、並びに、伝達ギアと出力ギアとの噛み合い構造におけるバックラッシュを、より確実に除去することができる。
【００１７】
上記の駆動装置において、前記補助ギアの回転中心は、前記仮想線上に位置する構成であってもよい。
【００１８】
この態様では、前記仮想線上に、入力ギア、出力ギア及び補助ギアが並んで配置される。これにより、入力ギアと伝達ギアとの噛み合い構造、伝達ギアと出力ギアとの噛み合い構造、並びに、出力ギアと補助ギアとの噛み合い構造において、負荷の偏在を防止することができる。
【００１９】
上記の駆動装置において、前記補助機構は、前記補助ギアが取り付けられた補助回転軸を含み、前記補助回転軸と直交する方向に弾性変形可能な状態で前記補助回転軸を回転可能に軸支する補助軸受を含む構成であってもよい。
【００２０】
この態様では、出力ギアと補助ギアとの噛み合い構造において過負荷がかかったとしても、補助軸受の弾性変形によって、その負荷を吸収することができる。このため、出力ギアと補助ギアとの噛み合い構造において、歯部の破損を可及的に防止することができる。
【００２１】
上記の駆動装置は、前記入力機構及び前記伝達機構を収容する第１収容ハウジングと、前記入力機構及び前記伝達機構と区別して前記補助機構を収容する第２収容ハウジングと、を更に備える構成であってもよい。
【００２２】
この態様では、駆動装置を構成する入力機構、伝達機構、出力ギア及び補助機構を、被駆動体に駆動力を出力する出力ギアを基準に、第１収容ハウジングに収容された入力機構及び伝達機構と、第２収容ハウジングに収容された補助機構とに、分割することができる。これにより、出力ギアを介して被駆動体を駆動させる駆動装置を、容易に組み立てることができる。
【００２３】
上記の駆動装置は、前記入力ギア及び前記伝達ギアが前記出力ギアに近づくように、前記第１収容ハウジングを前記出力ギアに向けて付勢する第１付勢部材と、前記補助ギアが前記出力ギアに近づくように、前記第２収容ハウジングを前記出力ギアに向けて付勢する第２付勢部材と、を更に備える構成であってもよい。
【００２４】
この態様では、出力ギアを挟んで分割された、入力機構及び伝達機構と補助機構との各々が、第１付勢部材及び第２付勢部材によって出力ギアに向けて付勢される。これにより、入力ギアと伝達ギアとの噛み合い構造、伝達ギアと出力ギアとの噛み合い構造、並びに、出力ギアと補助ギアとの噛み合い構造におけるバックラッシュを、より確実に除去することができる。
【００２５】
上記の駆動装置において、前記伝達軸受及び前記補助軸受は、エラストマー材料により構成される部分を有する。
【００２６】
この態様では、弾性変形可能な伝達軸受及び補助軸受を、エラストマー材料によって実現することができる。
【００２７】
本発明の他の局面に係る検査装置は、上記の駆動装置と、前記駆動装置の前記出力ギアから出力される駆動力によって駆動される被駆動体としてのプランジャと、流体を収容可能な筒状に形成され前記プランジャが挿入されるシリンダとを含むシリンジと、前記シリンジとの間で流体の移動が行われ、検体に所定の処理を施す処理室と、を備える。
【００２８】
この検査装置によれば、被駆動体であるプランジャの駆動を精密に制御することが可能な駆動装置を備えている。従って、検査装置において、シリンジによって流体を吸入又は吐出させるときに、その流体の吸入流量又は吐出流量を精密に制御することが可能である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、簡単な構成で被駆動体の駆動を精密に制御することが可能な駆動装置、及びこれを備えた検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態に係る駆動装置の構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す駆動装置を切断面線ＩＩ−ＩＩから見た断面図である。
【図３】駆動装置を備える検査装置の全体構成を概略的に示す斜視図である。
【図４】検査装置に装着される検査用構造体の全体構成を概略的に示す斜視図である。
【図５】図４に示す検査用構造体において、蓋体を取り外した状態を示す斜視図である。
【図６】第１シリンジ、第２シリンジ及び第３シリンジの構成を示す斜視図である。
【図７】第１シリンジ、第２シリンジ及び第３シリンジの断面図である。
【図８】第１シリンジ、第２シリンジ及び第３シリンジの断面図である。
【図９】検査装置において第１支持部の第１支持面に垂直な方向から見た平面図である。
【図１０】検査装置において第３支持部の第３支持面に垂直な方向から見た平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の一実施形態に係る駆動装置及び検査装置について図面に基づいて説明する。
【００３２】
［駆動装置の構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る駆動装置２００の構成を示す斜視図である。図２は、図１に示す駆動装置２００を切断面線ＩＩ−ＩＩから見た断面図である。駆動装置２００は、被駆動体を駆動させるための装置である。駆動装置２００は、入力機構２０１と、少なくとも１つの伝達機構２０２と、出力ギア２０３と、補助機構２０４とを備える。
【００３３】
入力機構２０１は、駆動源２０１１と、入力ギア２０１２とを含む。駆動源２０１１は、被駆動体を駆動させるための駆動力を発する。駆動源２０１１は、例えばステッピングモーターによって実現される。入力ギア２０１２は、駆動源２０１１からの駆動力が入力されるギアである。入力ギア２０１２は、駆動源２０１１のモーター軸２０１１Ａが挿入される貫通孔と、外周面に形成される歯部とを有する。駆動源２０１１が駆動し、モーター軸２０１１Ａが回転すると、入力ギア２０１２は、そのモーター軸２０１１Ａとともに回転する。
【００３４】
出力ギア２０３は、駆動源２０１１が発する駆動力を被駆動体へ出力するギアである。出力ギア２０３は、外周面に歯部を有する。
【００３５】
伝達機構２０２は、入力ギア２０１２に入力された駆動源２０１１からの駆動力を、出力ギア２０３に伝達するための機構である。本実施形態では、伝達機構２０２は、相互に離れて配設される第１伝達機構２０２Ａと第２伝達機構２０２Ｂとを含む。
【００３６】
第１伝達機構２０２Ａは、第１伝達ギア２０２１Ａと、第１伝達回転軸２０２２Ａと、第１伝達軸受２０２３Ａとを含む。第１伝達ギア２０２１Ａは、その回転中心Ｓ２Ａが入力ギア２０１２の回転中心Ｓ１と出力ギア２０３の回転中心Ｓ３とを通る仮想線ＳＳに対してずれた位置に位置し、バックラッシュが除去されるような位置関係で、入力ギア２０１２及び出力ギア２０３と噛み合うギアである。第１伝達ギア２０２１Ａは、入力ギア２０１２に入力された駆動力を出力ギア２０３に伝達する。入力ギア２０１２の回転中心Ｓ１と第１伝達ギア２０２１Ａの回転中心Ｓ２Ａとの間の距離は、入力ギア２０１２と第１伝達ギア２０２１Ａとの噛み合い構造においてバックラッシュが除去されるように調整されている。また、第１伝達ギア２０２１Ａの回転中心Ｓ２Ａと出力ギア２０３の回転中心Ｓ３との間の距離は、第１伝達ギア２０２１Ａと出力ギア２０３との噛み合い構造においてバックラッシュが除去されるように調整されている。入力ギア２０１２がモーター軸２０１１Ａとともに回転すると、当該入力ギア２０１２と噛み合う第１伝達ギア２０２１Ａも回転する。入力ギア２０１２の回転に連動して第１伝達ギア２０２１Ａが回転すると、当該第１伝達ギア２０２１Ａと噛み合う出力ギア２０３も回転する。
【００３７】
第１伝達回転軸２０２２Ａは、第１伝達ギア２０２１Ａが取り付けられた回転軸である。第１伝達回転軸２０２２Ａの軸方向一端部に、第１伝達ギア２０２１Ａが取り付けられている。第１伝達ギア２０２１Ａは、第１伝達回転軸２０２２Ａとともに回転する。第１伝達回転軸２０２２Ａが回転することによって、第１伝達ギア２０２１Ａが第１伝達回転軸２０２２Ａとともに回転し、その第１伝達ギア２０２１Ａの回転に連動して出力ギア２０３が回転する。
【００３８】
第１伝達軸受２０２３Ａは、第１伝達回転軸２０２２Ａを回転可能に軸支する軸受である。本実施形態では、図１に示すように、第１伝達回転軸２０２２Ａの軸方向両端部にそれぞれ、第１伝達軸受２０２３Ａが配設されている。なお、第１伝達回転軸２０２２Ａの軸方向一端部に配設される第１伝達軸受２０２３Ａは、第１伝達ギア２０２１Ａよりも内側に配設される。第１伝達軸受２０２３Ａは、第１伝達回転軸２０２２Ａと直交する方向に弾性変形可能な状態で、第１伝達回転軸２０２２Ａを軸支する。具体的には、第１伝達軸受２０２３Ａは、ゴム弾性を有するエラストマー材料により構成される部分を有する。
【００３９】
第２伝達機構２０２Ｂは、第２伝達ギア２０２１Ｂと、第２伝達回転軸２０２２Ｂと、第２伝達軸受２０２３Ｂとを含む。第２伝達ギア２０２１Ｂは、第１伝達ギア２０２１Ａとは離れた位置において入力ギア２０１２及び出力ギア２０３と噛み合うギアである。第２伝達ギア２０２１Ｂは、その回転中心Ｓ２Ｂが入力ギア２０１２の回転中心Ｓ１と出力ギア２０３の回転中心Ｓ３とを通る仮想線ＳＳに対してずれた位置に位置し、バックラッシュが除去されるような位置関係で、入力ギア２０１２及び出力ギア２０３と噛み合う。第２伝達ギア２０２１Ｂの大きさ及び形状は、第１伝達ギア２０２１Ａと同一である。第２伝達ギア２０２１Ｂは、入力ギア２０１２に入力された駆動力を出力ギア２０３に伝達する。入力ギア２０１２の回転中心Ｓ１と第２伝達ギア２０２１Ｂの回転中心Ｓ２Ｂとの間の距離は、入力ギア２０１２と第２伝達ギア２０２１Ｂとの噛み合い構造においてバックラッシュが除去されるように調整されている。また、第２伝達ギア２０２１Ｂの回転中心Ｓ２Ｂと出力ギア２０３の回転中心Ｓ３との間の距離は、第２伝達ギア２０２１Ｂと出力ギア２０３との噛み合い構造においてバックラッシュが除去されるように調整されている。入力ギア２０１２がモーター軸２０１１Ａとともに回転すると、当該入力ギア２０１２と噛み合う第２伝達ギア２０２１Ｂも回転する。入力ギア２０１２の回転に連動して第２伝達ギア２０２１Ｂが回転すると、当該第２伝達ギア２０２１Ｂと噛み合う出力ギア２０３も回転する。
【００４０】
第２伝達回転軸２０２２Ｂは、第１伝達回転軸２０２２Ａと平行に設けられ、第２伝達ギア２０２１Ｂが取り付けられた回転軸である。第２伝達回転軸２０２２Ｂの軸方向一端部に、第２伝達ギア２０２１Ｂが取り付けられている。第２伝達ギア２０２１Ｂは、第２伝達回転軸２０２２Ｂとともに回転する。第２伝達回転軸２０２２Ｂが回転することによって、第２伝達ギア２０２１Ｂが第２伝達回転軸２０２２Ｂとともに回転し、その第２伝達ギア２０２１Ｂの回転に連動して出力ギア２０３が回転する。
【００４１】
第２伝達軸受２０２３Ｂは、第２伝達回転軸２０２２Ｂを回転可能に軸支する軸受である。本実施形態では、図１に示すように、第２伝達回転軸２０２２Ｂの軸方向両端部にそれぞれ、第２伝達軸受２０２３Ｂが配設されている。なお、第２伝達回転軸２０２２Ｂの軸方向一端部に配設される第２伝達軸受２０２３Ｂは、第２伝達ギア２０２１Ｂよりも内側に配設される。第２伝達軸受２０２３Ｂは、第２伝達回転軸２０２２Ｂと直交する方向に弾性変形可能な状態で、第２伝達回転軸２０２２Ｂを軸支する。具体的には、第２伝達軸受２０２３Ｂは、ゴム弾性を有するエラストマー材料により構成される部分を有する。
【００４２】
本実施形態に係る駆動装置２００によれば、被駆動体を駆動させるべく入力ギア２０１２に入力された駆動力は、第１伝達ギア２０２１Ａ及び第２伝達ギア２０２１Ｂを介して出力ギア２０３に伝達される。ここで、入力ギア２０１２、第１伝達ギア２０２１Ａ、第２伝達ギア２０２１Ｂ及び出力ギア２０３のいずれのギアも、従来技術のような２枚のギアが同軸に配置されたものではない。このため、簡単な構成で駆動装置２００を実現することができる。
【００４３】
また、第１伝達ギア２０２１Ａの回転中心Ｓ２Ａと、第２伝達ギア２０２１Ｂの回転中心Ｓ２Ｂとは、入力ギア２０１２及び出力ギア２０３の各々の回転中心Ｓ１，Ｓ３を通る仮想線ＳＳに対してずれた位置に位置している。更に、第１伝達ギア２０２１Ａ及び第２伝達ギア２０２１Ｂの各々は、バックラッシュが除去されるような位置関係で入力ギア２０１２及び出力ギア２０３と噛み合う。すなわち、入力ギア２０１２、第１伝達ギア２０２１Ａ、第２伝達ギア２０２１Ｂ及び出力ギア２０３が、バックラッシュが除去されるように互いの回転中心間の距離が調整されて配置される。ここで、入力ギア２０１２と出力ギア２０３との間に介在される第１伝達ギア２０２１Ａ及び第２伝達ギア２０２１Ｂが取り付けられた第１伝達回転軸２０２２Ａ及び第２伝達回転軸２０２２Ｂを軸支する第１伝達軸受２０２３Ａ及び第２伝達軸受２０２３Ｂは、各回転軸２０２２Ａ，２０２２Ｂと直交する方向に弾性変形可能である。これにより、入力ギア２０１２と第１伝達ギア２０２１Ａ及び第２伝達ギア２０２１Ｂとの噛み合い構造、並びに、第１伝達ギア２０２１Ａ及び第２伝達ギア２０２１Ｂと出力ギア２０３との噛み合い構造において過負荷がかかったとしても、第１伝達軸受２０２３Ａ及び第２伝達軸受２０２３Ｂの弾性変形によって、その負荷を吸収することができる。このため、入力ギア２０１２、第１伝達ギア２０２１Ａ、第２伝達ギア２０２１Ｂ及び出力ギア２０３のいずれのギアにおいても、歯部の破損を可及的に防止することができる。この結果、入力ギア２０１２、第１伝達ギア２０２１Ａ、第２伝達ギア２０２１Ｂ及び出力ギア２０３の複数のギアを備えた駆動装置２００において、バックラッシュが除去され、且つ、過負荷によるギアの歯部の破損が防止される。従って、駆動装置２００は、被駆動体の駆動を精密に制御することができる。
【００４４】
また、伝達機構２０２は、相互に離れて配設される複数の伝達機構（第１伝達機構２０２Ａ及び第２伝達機構２０２Ｂ）を含んで構成される。これにより、入力ギア２０１２と第１伝達ギア２０２１Ａ及び第２伝達ギア２０２１Ｂとが噛み合い、第１伝達ギア２０２１Ａ及び第２伝達ギア２０２１Ｂと出力ギア２０３とが噛み合った状態において、ギア同士が噛み合った箇所の数を、伝達機構２０２が配設される数に応じて増加させることができる。このため、ギア同士の噛み合い構造における負荷が、伝達機構２０２の数に応じて低下する。従って、ギア同士の噛み合い構造におけるギアの歯部の破損を、より確実に防止することができる。
【００４５】
また、図２に示すように、第１伝達機構２０２Ａの第１伝達ギア２０２１Ａと第２伝達機構２０２Ｂの第２伝達ギア２０２１Ｂとは、入力ギア２０１２の回転中心Ｓ１と出力ギア２０３の回転中心Ｓ３とを通る仮想線ＳＳに関して、線対称の位置関係となるように配置されている。これにより、ギア同士の噛み合い構造における負荷の偏在を防止することができる。
【００４６】
次に、補助機構２０４について説明する。補助機構２０４は、伝達機構２０２による出力ギア２０３への駆動力の伝達を補助するための機構である。補助機構２０４は、補助ギア２０４１と、補助回転軸２０４２と、補助軸受２０４３とを含む。
【００４７】
補助ギア２０４１は、出力ギア２０３に対して第１伝達ギア２０２１Ａ及び第２伝達ギア２０２１Ｂとは反対側に配置される。換言すると、補助ギア２０４１は、第１伝達ギア２０２１Ａ及び第２伝達ギア２０２１Ｂと協働して出力ギア２０３を挟むように配置される。補助ギア２０４１は、出力ギア２０３と噛み合うギアである。出力ギア２０３の回転中心Ｓ３と補助ギア２０４１の回転中心Ｓ４との間の距離は、出力ギア２０３と補助ギア２０４１との噛み合い構造においてバックラッシュが除去されるように調整されている。第１伝達ギア２０２１Ａ及び第２伝達ギア２０２１Ｂから伝達された駆動力によって出力ギア２０３が回転すると、当該出力ギア２０３の回転に従動して補助ギア２０４１も回転する。
【００４８】
補助機構２０４を備える駆動装置２００においては、被駆動体に駆動力を出力する出力ギア２０３を、第１伝達ギア２０２１Ａ及び第２伝達ギア２０２１Ｂと補助ギア２０４１とで挟むので、入力ギア２０１２と第１伝達ギア２０２１Ａ及び第２伝達ギア２０２１Ｂとの噛み合い構造、並びに、第１伝達ギア２０２１Ａ及び第２伝達ギア２０２１Ｂと出力ギア２０３との噛み合い構造におけるバックラッシュを、より確実に除去することができる。
【００４９】
また、図２に示すように、補助ギア２０４１の回転中心Ｓ４は、入力ギア２０１２の回転中心Ｓ１と出力ギア２０３の回転中心Ｓ３とを通る仮想線ＳＳ上に位置する。すなわち、第１伝達機構２０２Ａの第１伝達ギア２０２１Ａと第２伝達機構２０２Ｂの第２伝達ギア２０２１Ｂとの位置関係を線対称と位置決めする仮想線ＳＳ上に、入力ギア２０１２、出力ギア２０３及び補助ギア２０４１が並んで配置される。これにより、入力ギア２０１２と第１伝達ギア２０２１Ａ及び第２伝達ギア２０２１Ｂとの噛み合い構造、第１伝達ギア２０２１Ａ及び第２伝達ギア２０２１Ｂと出力ギア２０３との噛み合い構造、並びに、出力ギア２０３と補助ギア２０４１との噛み合い構造において、負荷の偏在を防止することができる。
【００５０】
補助機構２０４において、補助回転軸２０４２は、第１伝達回転軸２０２２Ａ及び第２伝達回転軸２０２２Ｂと平行に設けられ、補助ギア２０４１が取り付けられた回転軸である。補助回転軸２０４２の軸方向一端部に、補助ギア２０４１が取り付けられている。補助ギア２０４１は、補助回転軸２０４２とともに回転する。補助回転軸２０４２が回転することによって、補助ギア２０４１が補助回転軸２０４１とともに回転する。
【００５１】
補助機構２０４において、補助軸受２０４３は、補助回転軸２０４２を回転可能に軸支する軸受である。本実施形態では、図１に示すように、補助回転軸２０４２の軸方向両端部にそれぞれ、補助軸受２０４３が配設されている。なお、補助回転軸２０４２の軸方向一端部に配設される補助軸受２０４３は、補助ギア２０４１よりも内側に配設される。補助軸受２０４３は、補助回転軸２０４２と直交する方向に弾性変形可能な状態で、補助回転軸２０４２を軸支する。具体的には、補助軸受２０４３は、ゴム弾性を有するエラストマー材料により構成される部分を有する。
【００５２】
補助機構２０４を構成する補助軸受２０４３が弾性変形可能であることによって、出力ギア２０３と補助ギア２０４１との噛み合い構造において過負荷がかかったとしても、補助軸受２０４３の弾性変形によって、その負荷を吸収することができる。このため、出力ギア２０３と補助ギア２０４１との噛み合い構造において、歯部の破損を可及的に防止することができる。なお、補助機構２０４は、補助軸受２０４３を含まない構成であってもよい。
【００５３】
また、第１伝達軸受２０２３Ａ、第２伝達軸受２０２３Ｂ、及び補助軸受２０４３を構成するエラストマー材料としては、例えばシリコーンゴム、ウレタンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）等が挙げられ、ショアＡ硬さが５〜９０の材料から選ばれる。ショアＡ硬さが６０以上９０以下のエラストマー材料は、好適な弾性変形の性質を有し、ギア同士の噛み合い構造における負荷を吸収するという、軸受に要求される特性を十分に発揮することができる。また、ショアＡ硬さが５以上６０未満のエラストマー材料は、より強い弾性変形の性質を有し、ギア同士の噛み合い構造における負荷の吸収能がより高く、歯部の破損を防止する効果がより高まる。本実施形態では、第１伝達軸受２０２３Ａ、第２伝達軸受２０２３Ｂ、及び補助軸受２０４３を構成するエラストマー材料は、ショアＡ硬さが７０のシリコーンゴムである。
【００５４】
また、本実施形態に係る駆動装置２００は、第１収容ハウジング２０５と、第２収容ハウジング２０６と、第１付勢部材２０７と、第２付勢部材２０８と、第１回動支持部２０９と、第２回動支持部２１０とを、更に備える。
【００５５】
第１収容ハウジング２０５は、入力機構２０１と伝達機構２０２とを収容する筐体である。第２収容ハウジング２０６は、入力機構２０１及び伝達機構２０２と区別して補助機構２０４を収容する筐体である。駆動装置２００を構成する入力機構２０１、伝達機構２０２、出力ギア２０３及び補助機構２０４を、被駆動体に駆動力を出力する出力ギア２０３を基準に、第１収容ハウジング２０５に収容された入力機構２０１及び伝達機構２０２と、第２収容ハウジング２０６に収容された補助機構２０４とに、分割することができる。これにより、出力ギア２０３を介して被駆動体を駆動させる駆動装置２００を、容易に組み立てることができる。
【００５６】
第１付勢部材２０７は、第１収容ハウジング２０５における駆動源２０１１のモーター軸２０１１Ａに対応した位置に設けられた第１係止部２０５１に取り付けられた付勢部材である。第１付勢部材２０７は、例えばコイルばね部材である。なお、第１付勢部材２０７の第１係止部２０５１に係止された側とは反対の端部は、第１収容ハウジング２０５が設置される部分に係止されている。図２に示す例では、第１付勢部材２０７の第１係止部２０５１に係止された側とは反対の端部は、後述の検査装置１００における第１支持部１０２の係止突片１０２１に係止されている。第１付勢部材２０７は、入力ギア２０１２、第１伝達ギア２０２１Ａ及び第２伝達ギア２０２１Ｂが出力ギア２０３に近づくように、第１収容ハウジング２０５を出力ギア２０３に向けて付勢する。
【００５７】
第２付勢部材２０８は、第２収容ハウジング２０６における補助ギア２０４１が配置される側の端部に設けられた第２係止部２０６１に取り付けられた付勢部材である。第２付勢部材２０８は、例えばコイルばね部材である。なお、第２付勢部材２０８の第２係止部２０６１に係止された側とは反対の端部は、第２収容ハウジング２０６が設置される部分に係止されている。図２に示す例では、第２付勢部材２０８における第２係止部２０６１に係止された側とは反対の端部は、後述の検査装置１００における第３支持部１０３の係止突片１０３１に係止されている。第２付勢部材２０８は、補助ギア２０４１が出力ギア２０３に近づくように、第２収容ハウジング２０６を出力ギア２０３に向けて付勢する。
【００５８】
この態様では、出力ギア２０３を挟んで分割された、入力機構２０１及び伝達機構２０２と補助機構２０４との各々が、第１付勢部材２０７及び第２付勢部材２０８によって出力ギア２０３に向けて付勢される。これにより、入力ギア２０１２と第１伝達ギア２０２１Ａ及び第２伝達ギア２０２１Ｂとの噛み合い構造、第１伝達ギア２０２１Ａ及び第２伝達ギア２０２１Ｂと出力ギア２０３との噛み合い構造、並びに、出力ギア２０３と補助ギア２０４１との噛み合い構造におけるバックラッシュを、より確実に除去することができる。
【００５９】
第１回動支持部２０９は、入力機構２０１及び伝達機構２０２を収容する第１収容ハウジング２０５を、第１回動軸心Ｊ１回りに回動可能に支持する。第１回動支持部２０９は、入力ギア２０１２、第１伝達ギア２０２１Ａ及び第２伝達ギア２０２１Ｂが出力ギア２０３に対して近接又は離間するような回動が可能となるように、第１収容ハウジング２０５の一端部を支持する。また、第２回動支持部２１０は、補助機構２０４を収容する第２収容ハウジング２０６を、第１回動軸心Ｊ１と平行な第２回動軸心Ｊ２回りに回動可能に支持する。第２回動支持部２１０は、補助ギア２０４１が出力ギア２０３に対して近接又は離間するような回動が可能となるように、第２収容ハウジング２０６の一端部を支持する。このような構成とすることによって、入力ギア２０１２と第１伝達ギア２０２１Ａ及び第２伝達ギア２０２１Ｂとの噛み合い構造、第１伝達ギア２０２１Ａ及び第２伝達ギア２０２１Ｂと出力ギア２０３との噛み合い構造、並びに、出力ギア２０３と補助ギア２０４１との噛み合い構造において、過負荷がかかることを、より確実に防止することができる。
【００６０】
［検査装置の構成］
次に、前述の駆動装置２００を備えた検査装置について説明する。図３は、検査装置１００の全体構成を概略的に示す斜視図である。なお、以下では、方向関係についてはＸＹＺ直交座標軸を用いて説明する。左右方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸方向と直交する前後方向をＹ軸方向とし、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方向と直交する上下方向をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸方向において一方向となる左方向を「＋Ｘ方向」と称し、Ｘ軸方向において一方向とは反対の他方向となる右方向を「−Ｘ方向」と称する。また、Ｙ軸方向において一方向となる前方向を「＋Ｙ方向」と称し、Ｙ軸方向において一方向とは反対の他方向となる後方向を「−Ｙ方向」と称する。また、Ｚ軸方向において一方向となる上方向を「＋Ｚ方向」と称し、Ｚ軸方向において一方向とは反対の他方向となる下方向を「−Ｚ方向」と称する。
【００６１】
検査装置１００は、検体の検査を行うための装置である。本実施形態では、検査装置１００は、生体から採取された検体中における、結核等の感染症の原因菌としての感染症起炎菌に由来する標的核酸の存否を判定する遺伝子検査を行うためのものである。ここで、生体から採取される検体としては、喀痰、胃液及び気管支肺胞洗浄液等の気道検体が挙げられる。
【００６２】
検査装置１００は、遺伝子検査の前処理及び核酸増幅反応を行うための検査用構造体１を用いた装置である。検査装置１００は、装置の各構成部を支持するための支持構造体としてのフレーム体１０１、第１支持部１０２、第２支持部１０４、第３支持部１０３、及び構造体装着部１０５を備える。第２支持部１０４及び第３支持部１０３はフレーム体１０１に取り付けられ、第１支持部１０２は第２支持部１０４と第３支持部１０３との間に配置され、構造体装着部１０５は第１支持部１０２に取り付けられている。
【００６３】
フレーム体１０１は、複数の骨組構成材が接合されてなる構造物であり、全体として、Ｙ軸方向（前後方向）に延びて＋Ｚ方向（上方向）側に突出したトンネル形状を有する。フレーム体１０１は、レール部１０１Ａとスライド部材１０１Ｂとを含む。レール部１０１Ａは、フレーム体１０１の−Ｚ方向（下方向）側であり且つＸ軸方向（左右方向）の両端部に、Ｙ軸方向（前後方向）に延びるように取り付けられている。スライド部材１０１Ｂは、トンネル形状のフレーム体１０１内をＹ軸方向（前後方向）にスライド移動可能に、レール部１０１Ａに取り付けられている。そして、トンネル形状のフレーム体１０１とスライド部材１０１Ｂとにより画定される空間内に、第１支持部１０２及び第２支持部１０４が収容されている。また、スライド部材１０１Ｂの＋Ｙ方向（前方向）側の端部には、フレーム体１０１の＋Ｙ方向（前方向）側の端部を画定する前側骨組構成材１０１Ｃと対向するように、第３支持部１０３が取り付けられている。スライド部材１０１Ｂに取り付けられた第３支持部１０３は、スライド部材１０１Ｂのレール部１０１Ａに沿ったスライド移動に連動して、フレーム体１０１の前側骨組構成材１０１Ｃに対して当接または離間するように、スライド移動する。
【００６４】
第１支持部１０２は、円板状の部材であり、構造体装着部１０５を支持する。本実施形態では、第１支持部１０２は、後述の第２支持部１０４に支持された、第１支持部回転駆動機構１０９によって回転可能とされる。第１支持部１０２は、第１支持部回転駆動機構１０９と回転一体に設けられ、予め設定された回転軸心Ｌ回りに回転するよう構成されている。第１支持部１０２は、回転軸心Ｌと直交する厚み方向の一方側の第１支持面１０２Ａにおいて構造体装着部１０５を支持する。なお、第１支持部１０２の回転軸心Ｌは、Ｙ軸方向（前後方向）に水平に延びる。すなわち、第１支持部１０２の厚み方向はＹ軸方向（前後方向）に一致し、第１支持部１０２における第１支持面１０２Ａは＋Ｙ方向（前方向）側の面となる。また、第１支持部回転駆動機構１０９と回転一体に設けられた第１支持部１０２は、トンネル形状のフレーム体１０１とスライド部材１０１Ｂとにより画定される空間内において、前側骨組構成材１０１Ｃから−Ｙ方向（後方向）側に退避した位置に配置される。さらに、第１支持部１０２の第１支持面１０２Ａにおいて、半径方向外方側端縁部には、＋Ｙ方向（前方向）側に突出する係合ピン１０２Ａａが設けられている。
【００６５】
第３支持部１０３は、円板状の部材であり、第１支持部１０２の第１支持面１０２Ａに対向し、回転軸心Ｌと直交する第３支持面１０３Ａを有する。第３支持部１０３は、前述の如く、スライド部材１０１Ｂに取り付けられており、Ｙ軸方向（前後方向）において、第１支持部１０２に対して＋Ｙ方向（前方向）側でスライド移動可能である。また、第３支持部１０３の第３支持面１０３Ａにおいて、半径方向外方側端縁部には、−Ｙ方向（後方向）側に突出する被係合部１０３Ａａが設けられている。この被係合部１０３Ａａは、第１支持部１０２の係合ピン１０２Ａａが係合可能な係合孔を有する。第３支持部１０３がフレーム体１０１の前側骨組構成材１０１Ｃに当接した状態において、第１支持部１０２の係合ピン１０２Ａａと第３支持部１０３の被係合部１０３Ａａとが係合する。第３支持部１０３において、第３支持面１０３Ａは、被係合部１０３Ａａが係合ピン１０２Ａａに係合された状態で、第１支持部回転駆動機構１０９による第１支持部１０２の回転に連動して、回転可能とされる。
【００６６】
第２支持部１０４は、フレーム体１０１のトンネル形状に対応した形状の板状部材であり、フレーム体１０１の−Ｙ方向（後方向）側の端部に固定されている。第２支持部１０４は、第１支持部１０２の第１支持面１０２Ａとは反対の裏面１０２Ｂに対向し、回転軸心Ｌと直交する第２支持面１０４Ａを有する。第２支持部１０４は、第２支持面１０４Ａの中央部において第１支持部回転駆動機構１０９を支持する。第１支持部回転駆動機構１０９は、例えばロータリーモータにより実現される。第１支持部回転駆動機構１０９は、第１支持部１０２を、第１支持面１０２Ａに垂直な、Ｙ軸方向（前後方向）に延びる回転軸心Ｌ回りに回転させる回転駆動源である。
【００６７】
構造体装着部１０５は、円柱状の部材であり、第１支持部１０２における第１支持面１０２Ａから＋Ｙ方向（前方向）側に突出するように、当該第１支持面１０２Ａの中央部に固定される。この構造体装着部１０５の＋Ｙ方向（前方向）側の表面（装着面）に、検査用構造体１が着脱自在に装着される。
【００６８】
図４は、検査装置１００に装着される検査用構造体１の全体構成を概略的に示す斜視図である。図５は、図４に示す検査用構造体１において、蓋体を取り外した状態を示す斜視図である。検査用構造体１は、検体の均質化処理、感染症起炎菌の集菌処理及び感染症起炎菌の菌破砕処理を含む遺伝子検査の前処理と、核酸増幅反応とを行うための構造体である。検査用構造体１は、主として、処理室形成体を構成する基体２及び蓋体３と、第１シリンジ４と、第２シリンジ５と、第３シリンジ６と、検体流過流路部７と、圧力調整流体流過流路部８と、を備える。検査用構造体１は、第１シリンジ４、第２シリンジ５及び第３シリンジ６が回転軸心Ｌの半径方向に沿って配置される姿勢で、構造体装着部１０５に支持されている。
【００６９】
基体２は、凹部２１と、凹部２１を取り囲む囲繞部２２とを有する。基体２の形状については、特に限定されるものではないが、本実施形態では円板状である。凹部２１は、基体２において中央部に、逆円錐台形に形成される。基体２において、囲繞部２２は、凹部２１の開口端縁に連なって、凹部２１を取り囲む円環状に形成される。また、基体２の囲繞部２２の外周端縁には、蓋体３を基体２に対して固定するための複数の係合突片２０が形成されている。
【００７０】
蓋体３は、基体２を上方から覆う部材であり、係合突片２０によって基体２に対して固定される。蓋体３は、基体２の形状に合わせて円板状に形成される。本実施形態では、基体２の凹部２１と蓋体３とで囲まれた空間によって、検体に遺伝子検査の前処理を施すための処理室が構成される。以下の説明において、処理室を構成する凹部２１を「処理室２１」と称することがある。
【００７１】
検体流過流路部７は、基体２の囲繞部２２と蓋体３とによって挟持される。検体流過流路部７は、処理室２１に検体を注入するための、処理室２１と外部空間とを連通する検体流過流路が形成された流路部である。圧力調整流体流過流路部８は、基体２の囲繞部２２と蓋体３とによって挟持される。圧力調整流体流過流路部８は、処理室２１の気相に対して流体（気体）を出し入れするための、処理室２１と外部空間とを連通する流体流過流路が形成された流路部である。圧力調整流体流過流路部８は、処理室２１内の気相の圧力を調整するときに用いられる。
【００７２】
第１シリンジ４は、基体２の囲繞部２２と蓋体３とによって挟持される。第１シリンジ４は、前処理に用いられる処理液を収容するためのものであり、処理室２１に処理液を注入するときに用いられる。第２シリンジ５は、基体２の囲繞部２２と蓋体３とによって挟持される。第２シリンジ５は、核酸増幅反応に用いられる反応試薬を収容するためのものであり、検体の前処理後に処理室２１内に収容される検査用中間体に含まれる標的核酸の、核酸増幅反応を行う反応場となる。第３シリンジ６は、基体２の囲繞部２２と蓋体３とによって挟持される。第３シリンジ６は、前処理の集菌処理後において処理室２１内の液体を回収するためのものである。
【００７３】
第１シリンジ４、第２シリンジ５及び第３シリンジ６の構成について、図６乃至図８を参照して詳細に説明する。図６は、第１シリンジ４、第２シリンジ５及び第３シリンジ６の構成を示す斜視図である。図７及び図８は、第１シリンジ４、第２シリンジ５及び第３シリンジ６の断面図である。第１シリンジ４、第２シリンジ５及び第３シリンジ６は、同一の構成を有する。
【００７４】
第１乃至第３シリンジ４，５，６は、処理室２１に連通する流体流過流路が形成された流体流過流路部４１と、前記第１流体流過流路に連通する内部空間が形成された円筒状のシリンダ４２と、シリンダ４２内で軸方向に往復運動する円柱状のプランジャ４３とを含む。このプランジャ４３が、駆動装置２００によって駆動される被駆動体である。
【００７５】
第１乃至第３シリンジ４，５，６において、シリンダ４２は、軸方向一端に縮径されたハブ１８を有し、このハブ１８に流体流過流路部４１が接続されている。また、第１乃至第３シリンジ４，５，６において、プランジャ４３の軸方向一端には、ガスケット１７が取り付けられている。ガスケット１７は、シリンダ４２内にプランジャ４３が差し込まれた状態において、シリンダ４２内を気密及び液密封止する機能を有する。
【００７６】
本実施形態では、第１乃至第３シリンジ４，５，６において、プランジャ４３の外周面には、螺旋状の雄ネジ部１５と、軸方向に直線状に延びるプランジャ溝部１５Ａとが形成されている。そして、第１乃至第３シリンジ４，５，６においてプランジャ４３には、駆動装置２００の出力ギア２０３が挿通されており、この出力ギア２０３は支持部１６によって支持されている。
【００７７】
出力ギア２０３は、駆動装置２００の第１及び第２伝達ギア２０２１Ａ，２０２１Ｂと、補助ギア２０４１とに噛み合う歯部２０３１を外周面に有する。また、出力ギア２０３は、プランジャ４３の雄ネジ部１５と螺合可能な螺旋状の雌ネジ部２０３２を内周面に有する。更に、出力ギア２０３は、支持部１６の内部に挿入される挿入部２０３３を含み、該挿入部２０３３によって出力ギア２０３が支持部１６に支持される。出力ギア２０３において挿入部２０３３の外周面には、全周にわたって溝部２０３３Ａが形成されている。
【００７８】
支持部１６は、筒状に形成され、シリンダ４２の、ハブ１８とは反対側の開口端に固定されて、出力ギア２０３を回転自在に支持する。この支持部１６は、図７（Ｂ）に示される、出力ギア２０３の溝部２０３３Ａに挿入されて出力ギア２０３の軸方向への移動を規制する移動規制部１６１と、図８（Ｂ）に示される、プランジャ４３のプランジャ溝部１５Ａに挿入されてプランジャ４３の軸回りの回転を規制するプランジャ回転規制部１６２と、を含む。出力ギア２０３は、溝部２０３３Ａに支持部１６の移動規制部１６１が挿入された状態において、軸方向への移動が規制され、プランジャ４３の軸回りに回転可能である。プランジャ４３は、プランジャ溝部１５Ａに支持部１６のプランジャ回転規制部１６２が挿入された状態において、軸回りの回転が規制され、軸方向への往復運動が可能である。
【００７９】
上記のように構成される第１乃至第３シリンジ４，５，６では、出力ギア２０３の溝部２０３３Ａに移動規制部１６１が挿入されて出力ギア２０３の軸方向への移動が規制された状態において、第１及び第２伝達ギア２０２１Ａ，２０２１Ｂから伝達された駆動力によって出力ギア２０３が所定の第１回転方向（例えば、反時計回りの方向）に回転される。これにより、雌ネジ部２０３２に噛合された雄ネジ部１５によってプランジャ４３が、プランジャ回転規制部１６２によって回転が規制された状態で、シリンダ４２内から突出する方向に移動される。この結果、流体流過流路部４１を介して処理室２１内の流体を、シリンダ４２内に吸入させることができる。一方、第１及び第２伝達ギア２０２１Ａ，２０２１Ｂから伝達された駆動力によって出力ギア２０３が、前記第１回転方向とは反対の第２回転方向（例えば、時計回りの方向）に回転されると、雌ネジ部２０３２に噛合された雄ネジ部１５によってプランジャ４３が、プランジャ回転規制部１６２によって回転が規制された状態で、シリンダ４２内に収納される方向に移動される。これにより、流体流過流路部４１を介してシリンダ４２内の流体を、処理室２１に向けて吐出させることができる。
【００８０】
検査用構造体１は、第１シリンジ４を少なくとも３つ備え、本実施形態では、図５に示すように、合計４つの第１シリンジ４を備える。３つの第１シリンジ４のシリンダ４２内には、それぞれ、検体の粘度を低下させる均質化処理に用いられる第１処理液と、感染症起炎菌を吸着可能な強磁性体からなる吸着剤が分散された集菌処理に用いられる第２処理液と、吸着剤に吸着された感染症起炎菌を脱着させる菌破砕処理に用いられる第３処理液とが、予め充填されている。また、１つの第１シリンジ４のシリンダ４２内には、第２処理液による処理と第３処理液による処理との間で、処理室２１の内壁等に付着している吸着剤を洗い落とすための洗浄液が、予め充填されている。
【００８１】
第１シリンジ４のシリンダ４２内に予め充填される第１処理液としては、例えばＮＡＬＣ−ＮａＯＨ混合液が挙げられる。ＮＡＬＣ（Ｎ−ａｃｅｔｙｌ−Ｌ−ｃｙｓｔｅｉｎｅ）には還元作用があり、検体中のＳ−Ｓ結合を還元して解離することにより、検体の粘度を低下させる。また、ＮａＯＨ（水酸化ナトリウム）は、検体中に混在する感染症起炎菌以外の細菌を殺菌する。第１シリンジ４のシリンダ４２内に予め充填される第２処理液としては、例えばＴＢ−Ｂｅａｄｓ（登録商標）溶液（日本ビーシージー製造株式会社製）が挙げられる。また、第１シリンジ４のシリンダ４２内に予め充填される第３処理液としては、例えばＴＢ−Ｂｅａｄｓ（登録商標）溶出緩衝液（日本ビーシージー製造株式会社製）が挙げられる。また、第１シリンジ４のシリンダ４２内に予め充填される洗浄液としては、例えばＴＢ−Ｂｅａｄｓ（登録商標）洗浄液（日本ビーシージー製造株式会社製）が挙げられる。これらの第１処理液、第２処理液及び第３処理液、更には洗浄液を用いることによって、検体の前処理を効率よく行うことができる。
【００８２】
検査用構造体１は、第２シリンジ５を少なくとも１つ備え、本実施形態では、図５に示すように、予備も含めて合計３つの第２シリンジ５を備える。１つの第２シリンジ５のシリンダ４２内には、蛍光物質で標識された、標的核酸に結合可能なプライマーと、核酸増幅反応の触媒作用を有する酵素とを含む反応試薬が、予め充填されている。
【００８３】
第２シリンジ５のシリンダ４２内に予め充填される反応試薬における、プライマーとしては、例えば結核菌などの感染症起炎菌に結合可能なプライマー等が挙げられる。このプライマーの標識蛍光物質としては、例えばヒドロキシナフトールブルー（略称ＨＮＢ）やＧｅｌＧｒｅｅｎ（登録商標）の混合溶液等が挙げられる。また、反応試薬における酵素としては、例えばポリメラーゼ等が挙げられる。反応試薬として、上述のプライマー及び酵素を含む反応試薬を用いることによって、核酸増幅反応を効率よく行うことができる。
【００８４】
第３シリンジ６は、前処理の集菌処理後において不要な廃液となった処理室２１内の液体を、流体流過流路部４１からシリンダ４２内に吸入させて回収する。
【００８５】
また、検査用構造体１は、図５に示すように、熱伝導部９と、導光部１０と、導電部材１１とを、更に備える。
【００８６】
熱伝導部９は、熱伝導性を有し、第２シリンジ５のシリンダ４２の周面における所定の第１位置に配置される。第２シリンジ５のシリンダ４２は、核酸増幅反応の反応場となる。構造体装着部１０５における検査用構造体１が装着される装着面に設けられたペルチェユニット部を用いた場合、第２シリンジ５のシリンダ４２の周面に熱伝導部９が配置されることによって、この熱伝導部９を介したペルチェユニット部による温度制御下で、第２シリンジ５のシリンダ４２内における核酸増幅反応を進行させることができる。第２シリンジ５のシリンダ４２内における核酸増幅反応は、例えば６０℃以上６５℃以下の温度制御下で行われる。
【００８７】
導光部１０は、透光性を有し、第２シリンジ５のシリンダ４２の周面における、前記第１位置から離間した所定の第２位置に配置される。第２シリンジ５のシリンダ４２の周面に導光部１０が配置されることによって、核酸増幅反応後において、第２シリンジ５のシリンダ４２内からの蛍光は、導光部１０により導光されて出射されることになる。従って、核酸増幅反応後における増幅産物から発せられる蛍光を、第３支持部１０３の第３支持面１０３Ａに支持された後述の標的核酸検出部１１５により検出させることができる。
【００８８】
導電部材１１は、導電性を有する部材であり、処理室２１内に収容されている。導電部材１１を構成する材料としては、導電性を有して誘導加熱が可能な材料であれば特に限定されるものではなく、例えば鉄、アルミニウム、マルテンサイト系ステンレスのＳＵＳ４４０Ｃなどが挙げられる。
【００８９】
導電部材１１は、導電性を有する材料により構成されるので、第３支持部１０３の第３支持面１０３Ａに支持された後述の誘導加熱（ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ  ｈｅａｔｉｎｇ、略称ＩＨ）部１１４により誘導加熱される機能を有する。なお、導電部材１１が導電性を有する磁性体（例えば鉄、ＳＵＳ４４０Ｃなど）により構成される場合、導電部材１１は、誘導加熱される機能に加えて、構造体装着部１０５における検査用構造体１が装着される装着面に設けられた電磁石に引き付けられるという機能を有する。本実施形態では、導電部材１１は、導電性を有する磁性体により構成されている。
【００９０】
処理室２１における、第１処理液を用いて検体の均質化を行う均質化処理は、例えば室温（２５℃）の温度下で行われる。また、処理室２１における、第２処理液を用いて感染症起炎菌の吸着剤による集菌を行う集菌処理は、例えば室温（２５℃）の温度下で行われる。また、処理室２１における、洗浄液を用いて処理室２１の内壁等に付着している吸着剤を洗い落とす前処理は、例えば室温（２５℃）の温度下で行われる。また、処理室２１における、第３処理液を用いて吸着剤から感染症起炎菌を脱着させ、菌体の細胞膜の分解等により細胞成分をバラバラに破砕する菌破砕処理は、例えば９０℃以上９５℃以下の温度下で行われる。
【００９１】
図９は、検査装置１００において第１支持部１０２の第１支持面１０２Ａに垂直な方向から見た平面図である。検査装置１００においては、駆動装置２００の入力機構２０１、第１伝達機構２０２Ａ及び第２伝達機構２０２Ｂが、第１収容ハウジング２０５に収容された状態で、第１支持部１０２の第１支持面１０２Ａに支持されている。入力機構２０１、第１伝達機構２０２Ａ及び第２伝達機構２０２Ｂが収容された第１収容ハウジング２０５は、第１支持部１０２の第１支持面１０２Ａにおいて、構造体装着部１０５に対して径方向外方側に配置される。
【００９２】
構造体装着部１０５に検査用構造体１が装着されると、第１乃至第３シリンジ４，５，６に取り付けられた出力ギア２０３の外周面の歯部２０３１が、駆動装置２００の第１及び第２伝達機構２０２Ａ，２０２Ｂの各々の第１及び第２伝達ギア２０２１Ａ，２０２１Ｂのそれぞれと噛み合う。
【００９３】
図１０は、検査装置１００において第３支持部１０３の第３支持面１０３Ａに垂直な方向から見た平面図である。検査装置１００においては、誘導加熱部１１４と、標的核酸検出部１１５と、駆動装置２００の補助機構２０４とが、第３支持部１０３の第３支持面１０３Ａに支持されている。駆動装置２００の補助機構２０４は、第２収容ハウジング２０６に収容された状態で、第３支持部１０３の第３支持面１０３Ａに支持されている。
【００９４】
誘導加熱部１１４は、構造体装着部１０５に装着された検査用構造体１と対向するように、第３支持部１０３に支持される。具体的には、誘導加熱部１１４は、第１支持部１０２の第１支持面１０２Ａの中央部に配置される構造体装着部１０５に装着された検査用構造体１の処理室２１と対向するように、第３支持部１０３における第３支持面１０３Ａの中央部に設けられる。誘導加熱部１１４は、検査用構造体１の処理室２１に収容される導電部材１１を誘導加熱するためのものである。検査装置１００を、誘導加熱部１１４を備えた構成とすることによって、検査用構造体１の処理室２１内における検体の前処理を、誘導加熱部１１４による導電部材１１の誘導加熱下で行うことができる。
【００９５】
標的核酸検出部１１５は、構造体装着部１０５に装着された検査用構造体１と対向するように、第３支持部１０３に支持される。具体的には、標的核酸検出部１１５は、第１支持部１０２の第１支持面１０２Ａの中央部に配置される構造体装着部１０５に装着された検査用構造体１の、第２シリンジ５におけるシリンダ４２の周面に配置された導光部１０と対向するように、第３支持部１０３における第３支持面１０３Ａに設けられる。標的核酸検出部１１５は、第２シリンジ５における核酸増幅反応後に得られた増幅産物から標的核酸を検出するためのものである。本実施形態では、標的核酸検出部１１５は、第２シリンジ５における核酸増幅反応後の増幅産物から発せられ、導光部１０から出射された蛍光を検出するように構成され、これにより標的核酸を検出する。検査装置１００を、標的核酸検出部１１５を備えた構成とすることによって、検体中における感染症起炎菌由来の標的核酸の存否を判定することができる。
【００９６】
なお、本実施形態では、第３支持部１０３の第３支持面１０３Ａに、２つの標的核酸検出部１１５が設けられている。２つの標的核酸検出部１１５のうちの一の標的核酸検出部１１５は、第２シリンジ５における、感染症起炎菌由来の標的核酸の核酸増幅反応後の増幅産物から発せられる蛍光を検出するために用いられる。他の標的核酸検出部１１５は、感染症起炎菌とは別の菌を含む検体が収容された第２シリンジ５における、当該菌に由来する核酸の核酸増幅反応後の増幅産物から発せられる蛍光を検出するために用いられ、この検出結果がリファレンスとして使用される。また、検査装置１００は、図９に示すように、フレーム体１０１に取り付けられた表示部１１７を備えており、標的核酸検出部１１５による検出結果が、この表示部１１７に表示される。
【００９７】
駆動装置２００の補助機構２０４が収容された第２収容ハウジング２０６は、第３支持部１０３の第３支持面１０３Ａにおいて、誘導加熱部１１４及び標的核酸検出部１１５に対して径方向外方側に配置される。第３支持部１０３がスライド部材１０１Ｂを介して第１支持部１０２に近づくようにスライド移動されると、第３支持部１０３がフレーム体１０１の前側骨組構成材１０１Ｃに当接し、第１支持部１０２の係合ピン１０２Ａａと第３支持部１０３の被係合部１０３Ａａとが係合した状態となる。この状態では、駆動装置２００の補助機構２０４における補助ギア２０４１が、構造体装着部１０５に装着された検査用構造体１の第１乃至第３シリンジ４，５，６に取り付けられた出力ギア２０３の外周面の歯部２０３１と噛み合う。
【００９８】
［検査装置の動作］
次に、検査装置１００の動作について説明する。検査装置１００により遺伝子検査を行うに際しては、まず、検査用構造体１を用いて遺伝子検査の準備が検査者により行われる。検査用構造体１を用いて検査者は、検体流過流路部７を介して検体を処理室２１に注入する。なお、検査用構造体１において、第１シリンジ４には前処理用の処理液が予め充填され、第２シリンジ５には核酸増幅反応用の反応試薬が予め充填されているものとする。
【００９９】
検査用構造体１を用いた遺伝子検査の準備が完了すると、第３支持部１０３がフレーム体１０１の前側骨組構成材１０１Ｃから離間して引き出された状態で、検査者は、検査用構造体１を構造体装着部１０５に装着する。構造体装着１０５に検査用構造体１が装着されると、第１乃至第３シリンジ４，５，６に取り付けられた出力ギア２０３の外周面の歯部２０３１が、駆動装置２００の第１及び第２伝達機構２０２Ａ，２０２Ｂの各々の第１及び第２伝達ギア２０２１Ａ，２０２１Ｂのそれぞれと噛み合う。そして、検査者により、フレーム体１０１の前側骨組構成材１０１Ｃに当接するよう第３支持部１０３がスライド移動される。これにより、駆動装置２００の補助機構２０４における補助ギア２０４１が、構造体装着部１０５に装着された検査用構造体１の第１乃至第３シリンジ４，５，６に取り付けられた出力ギア２０３の外周面の歯部２０３１と噛み合う。この状態で、検査装置１００による遺伝子検査の動作が開始される。
【０１００】
まず、第１支持部回転駆動機構１０９は、均質化処理用の第１処理液が充填された第１シリンジ４が、所定の第１処理液吐出位置となるまで、第１支持部１０２を回転軸心Ｌ回りに回転させる。ここで、所定の第１処理液吐出位置は、第１シリンジ４から処理室２１へ第１処理液が吐出される吐出方向が、鉛直上方から下方となる（−Ｚ方向（下方向）となる）位置に設定される。このような第１処理液吐出位置に第１シリンジ４が位置した状態で、第１シリンジ４による第１処理液の吐出が行われることによって、重力を利用して処理室２１への第１処理液の流入性が向上する。
【０１０１】
第１支持部１０２の回転が停止されると、駆動装置２００は、均質化処理用の第１処理液が充填された第１シリンジ４に取り付けられた出力ギア２０３を回転駆動させてプランジャ４３を−Ｚ方向（下方向）に移動させる。これにより、第１処理液の処理室２１への吐出が行われる。
【０１０２】
第１シリンジ４による第１処理液の処理室２１への吐出が完了すると、第１支持部回転駆動機構１０９は、第１支持部１０２を回転軸心Ｌ回りに、所定時間回転させる。これにより、処理室２１内において第１処理液が流動した撹拌下で、検体の均質化処理を行うことができる。
【０１０３】
検体の均質化処理が終了すると、第１支持部回転駆動機構１０９は、集菌処理用の第２処理液が充填された第１シリンジ４が、所定の第２処理液吐出位置となるまで、第１支持部１０２を回転軸心Ｌ回りに回転させる。ここで、所定の第２処理液吐出位置は、第１シリンジ４から処理室２１へ第２処理液が吐出される吐出方向が、鉛直上方から下方となる（−Ｚ方向（下方向）となる）位置に設定される。このような第２処理液吐出位置に第１シリンジ４が位置した状態で、第１シリンジ４による第２処理液の吐出が行われることによって、重力を利用して処理室２１への第２処理液の流入性が向上する。
【０１０４】
第１支持部１０２の回転が停止されると、駆動装置２００は、集菌処理用の第２処理液が充填された第１シリンジ４に取り付けられた出力ギア２０３を回転駆動させてプランジャ４３を−Ｚ方向（下方向）に移動させる。これにより、第２処理液の処理室２１への吐出が行われる。
【０１０５】
第１シリンジ４による第２処理液の処理室２１への吐出が完了すると、第１支持部回転駆動機構１０９は、第１支持部１０２を回転軸心Ｌ回りに、所定時間回転させる。これにより、処理室２１内において第１処理液及び第２処理液が流動した撹拌下で、集菌処理を行うことができる。
【０１０６】
集菌処理が終了すると、第１支持部回転駆動機構１０９は、第３シリンジ６が、所定の廃液回収位置となるまで、第１支持部１０２を回転軸心Ｌ回りに回転させる。ここで、所定の廃液回収位置は、処理室２１から第３シリンジ６へ廃液が吸入される吸入方向が、鉛直上方から下方となる（−Ｚ方向（下方向）となる）位置に設定される。このような廃液回収位置に第３シリンジ６が位置した状態では、処理室２１内の廃液が第３シリンジ６の配置される鉛直下方側に集まるので、このような状態で第３シリンジ６による廃液の吸入が行われることによって、処理室２１から第３シリンジ６への廃液の吸入性が向上する。
【０１０７】
第１支持部１０２の回転が停止されると、駆動装置２００は、第３シリンジ６に取り付けられた出力ギア２０３を回転駆動させてプランジャ４３を−Ｚ方向（下方向）に移動させる。これにより、処理室２１内に収容される吸着剤以外の液体が廃液として処理室２１から排出される。また、廃液の第３シリンジ６への回収動作の終了後、第１シリンジ４により洗浄液を処理室２１に注入し、処理室２１の内壁等に付着している吸着剤を洗い落とす洗浄処理を行うようにしてもよい。この洗浄処理後には、第３シリンジ６への洗浄液の回収動作が行われる。
【０１０８】
第３シリンジ６による廃液の回収が終了すると、第１支持部回転駆動機構１０９は、菌破砕処理用の第３処理液が充填された第１シリンジ４が、所定の第３処理液吐出位置となるまで、第１支持部１０２を回転軸心Ｌ回りに回転させる。ここで、所定の第３処理液吐出位置は、第１シリンジ４から処理室２１へ第３処理液が吐出される吐出方向が、鉛直上方から下方となる（−Ｚ方向（下方向）となる）位置に設定される。このような第３処理液吐出位置に第１シリンジ４が位置した状態で、第１シリンジ４による第３処理液の吐出が行われることによって、重力を利用して処理室２１への第３処理液の流入性が向上する。
【０１０９】
第１支持部１０２の回転が停止されると、駆動装置２００は、菌破砕処理用の第３処理液が充填された第１シリンジ４に取り付けられた出力ギア２０３を回転駆動させてプランジャ４３を−Ｚ方向（下方向）に移動させる。これにより、第３処理液の処理室２１への吐出が行われる。
【０１１０】
第１シリンジ４による第３処理液の処理室２１への吐出が完了すると、誘導加熱部１１４は、処理室２１内に収容される導電部材１１を誘導加熱させる。これにより、処理室２１内に注入された第３処理液が加熱される。また、第１支持部回転駆動機構１０９は、第１支持部１０２を回転軸心Ｌ回りに、所定時間回転させる。これにより、処理室２１内において第３処理液が流動した撹拌下で、菌破砕処理を行うことができる。なお、処理室２１内で菌破砕処理が行われている間において、処理室２１内が温度上昇により過加圧状態となった場合には、圧力調整流体流過流路部８を介して圧力調整を行うようにすればよい。
【０１１１】
菌破砕処理が終了すると、第１支持部回転駆動機構１０９は、第２シリンジ５が所定の検査用中間体吸入位置となるまで、第１支持部１０２を回転軸心Ｌ回りに回転させる。ここで、所定の検査用中間体吸入位置は、処理室２１から第２シリンジ５へ検査用中間体が吸入される吸入方向が、鉛直上方から下方となる（−Ｚ方向（下方向）となる）位置に設定される。このような検査用中間体吸入位置に第２シリンジ５が位置した状態では、処理室２１内の検査用中間体が第２シリンジ５の配置される鉛直下方側に集まるので、このような状態で第２シリンジ５による検査用中間体の吸入が行われることによって、処理室２１から第２シリンジ５への検査用中間体の吸入性が向上する。
【０１１２】
第１支持部１０２の回転が停止されると、駆動装置２００は、第２シリンジ５に取り付けられた出力ギア２０３を回転駆動させてプランジャ４３を−Ｚ方向（下方向）に移動させる。これにより、反応試薬が充填された第２シリンジ５内に、処理室２１に収容された検査用中間体が吸入される。
【０１１３】
第２シリンジ５による検査用中間体の吸入が完了すると、第２シリンジ５において、検査用中間体と反応試薬とが接触し、核酸増幅反応が進行する。第２シリンジ５では、反応試薬に含まれる酵素による触媒活性下で核酸増幅反応が進行し、検査用中間体に含まれる感染症起炎菌由来の標的核酸の反復配列内に、反応試薬に含まれるプライマーが結合し、増幅産物が得られる。
【０１１４】
核酸増幅反応が終了すると、第１支持部回転駆動機構１０９は、第２シリンジ５が、所定の標的核酸検出位置となるまで、第１支持部１０２を回転軸心Ｌ回りに回転させる。ここで、所定の標的核酸検出位置は、第２シリンジ５におけるシリンダ４２の周面に配置された導光部１０が、標的核酸検出部１１５と対向する位置に設定される。
【０１１５】
第１支持部１０２の回転が停止されると、標的核酸検出部１１５は、第２シリンジ５にて調製された増幅産物に対する標的核酸の検出動作を実行する。第２シリンジ５内における核酸増幅反応により得られた増幅産物は、プライマー由来の標識蛍光物質を含むので、この標識蛍光物質の蛍光検出により、検体中における感染症起炎菌由来の標的核酸の存否を判定することができる。標的核酸検出部１１５による標的核酸の検出動作が終了すると、検出結果が表示部１１７に表示される。
【０１１６】
以上のように構成される検査装置１００は、被駆動体であるプランジャ４３の駆動を精密に制御することが可能な駆動装置２００を備えている。従って、検査装置１００において、第１乃至第３シリンジ４，５，６によって流体を吸入又は吐出させるときに、その流体の吸入流量又は吐出流量を精密に制御することが可能である。
【符号の説明】
【０１１７】
１  検査用構造体
４  第１シリンジ
５  第２シリンジ
６  第３シリンジ
１００  検査装置
２００  駆動装置
２０１  入力機構
２０１１  駆動源
２０１１Ａ  モーター軸
２０１２  入力ギア
２０２  伝達機構
２０２Ａ  第１伝達機構
２０２１Ａ  第１伝達ギア
２０２２Ａ  第１伝達回転軸
２０２３Ａ  第１伝達軸受
２０２Ｂ  第２伝達機構
２０２１Ｂ  第２伝達ギア
２０２２Ｂ  第２伝達回転軸
２０２３Ｂ  第２伝達軸受
２０３  出力ギア
２０４  補助機構
２０４１  補助ギア
２０４２  補助回転軸
２０４３  補助軸受
２０５  第１収容ハウジング
２０６  第２収容ハウジング
２０７  第１付勢部材
２０８  第２付勢部材
２０９  第１回動支持部
２１０  第２回動支持部
【図１】
2018168919.tif 000003
【図２】
2018168919.tif 000004
【図３】
2018168919.tif 000005
【図４】
2018168919.tif 000006
【図５】
2018168919.tif 000007
【図６】
2018168919.tif 000008
【図７】
2018168919.tif 000009
【図８】
2018168919.tif 000010
【図９】
2018168919.tif 000011
【図１０】
2018168919.tif 000012