JP6477431B2 - Inspection device - Google Patents
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Description
本発明は、検査チップを保持した保持部を回転させる検査装置に関する。 The present invention relates to an inspection apparatus that rotates a holding unit that holds an inspection chip.
従来、検体と試薬とが混合される混合部を有する検査チップを遠心処理して、生体物質及び化学物質等を検査する検査装置が知られている。特許文献1に記載の検査装置は、第1回転体、保持部、回転駆動手段、及び角度調整手段を備える。第1回転体は、所定平面で回転する。保持部は、第1回転体に設けられ、所定平面と平行な軸線に対して、検査チップを所定角度回転した状態に保持する。回転駆動手段は、第1回転体に接続された主軸と、主軸を回動させる主軸モータとを備え、第1回転体を回転させる。回転駆動手段は、主軸と同一軸心で所定平面に交差する方向に可動する可動部と、可動部の動きを保持部の回転に変換する変換部とを備え、保持部を所定角度回転した任意の角度に、第1回転体の回転中に角度を調整する。検査チップは、保持部に保持され、検査装置によって回転される。検査チップに注入された液体は、回転により生じる遠心力により、検査チップ内に形成された流路内の複数の混合部に移動され、混合される。
2. Description of the Related Art Conventionally, an inspection apparatus that inspects biological substances, chemical substances, and the like by centrifuging a test chip having a mixing part in which a specimen and a reagent are mixed is known. The inspection apparatus described in
上記検査装置は、装置の大きさについては十分に検討されておらず、比較的広い設置スペースを要する。 The inspection apparatus has not been sufficiently studied with respect to the size of the apparatus, and requires a relatively large installation space.
本発明の目的は、検査チップを保持する保持部を主軸を中心に回転する機構と、主軸に対する保持部の角度を調整する機構とを従来よりもコンパクト化した検査装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an inspection apparatus in which a mechanism for rotating a holding portion for holding an inspection chip around a main shaft and a mechanism for adjusting the angle of the holding portion with respect to the main shaft are made more compact than before.
本発明の第1及び第2態様に係る検査装置は、検体と試薬とが混合される混合部を有する検査チップを保持可能な保持部と、前記保持部と連結された主軸を有し、前記主軸を中心に前記保持部を回転させる機構であって、第1出力軸を有し、前記第1出力軸を回転させる主軸モータと、前記主軸と前記第1出力軸とを連結する主軸連結部とを有する第1回転機構と、前記主軸に交差する方向に延びる回転軸を有し、前記回転軸を中心に前記保持部を回転させる機構であって、第2出力軸を有し、前記第2出力軸を回転させる回転軸モータと、前記第2出力軸と連結する第1伝達部と、前記主軸の延設方向において、前記保持部と前記主軸連結部との間に配置され、前記第1伝達部と連結する回転連結部と、前記保持部と、前記回転連結部とに連結し、前記主軸の前記延設方向に移動可能に支持され、前記回転軸モータの回転に応じて、前記保持部を回転させる第2伝達部とを有する第2回転機構とを備える。 The test apparatus according to the first and second aspects of the present invention includes a holding unit capable of holding a test chip having a mixing unit in which a specimen and a reagent are mixed, and a main shaft connected to the holding unit, A mechanism for rotating the holding portion around a main shaft, the main shaft motor having a first output shaft, for rotating the first output shaft, and connecting the main shaft and the first output shaft. A first rotation mechanism having a rotation axis extending in a direction intersecting the main axis, and a mechanism for rotating the holding portion around the rotation axis, having a second output shaft, A rotary shaft motor that rotates the two output shafts, a first transmission portion that is connected to the second output shaft, and an extension direction of the main shaft, and is disposed between the holding portion and the main shaft connecting portion; 1 Rotation coupling part coupled to the transmission part, the holding part, and the rotation coupling part Binding, and is movably supported in the extending direction of the main shaft, in accordance with the rotation of the rotary shaft motor, and a second rotating mechanism and a second transmission unit for rotating the holder.
第1及び第2態様の検査装置によれば、主軸モータ、第2回転機構、及び保持部が、主軸の延設方向に並ぶ。検査装置の回転連結部は、主軸の延設方向において主軸連結部と保持部との間に配置される。検査装置は、第1回転機構と、第2回転機構との各々を主軸の周囲に配置可能で有り、従来の装置に比べ、第1回転機構と、第2回転機構との各々の大きさを小さくできる。 According to the inspection apparatus of the first and second aspects, the main shaft motor, the second rotation mechanism, and the holding portion are arranged in the extending direction of the main shaft. The rotation connecting portion of the inspection apparatus is disposed between the main shaft connecting portion and the holding portion in the extending direction of the main shaft. In the inspection apparatus, each of the first rotation mechanism and the second rotation mechanism can be arranged around the main shaft. Compared to the conventional apparatus, the inspection apparatus has a size of each of the first rotation mechanism and the second rotation mechanism. Can be small.
第1態様の検査装置において、前記主軸は、中空の筒状であり、前記第2伝達部の移動可能範囲に対応する前記延設方向の延びる開口部を有し、前記第1伝達部は、前記主軸の外側に配置され、前記第2伝達部は、前記主軸の内側に挿通される内軸と、前記主軸の前記開口部を介して、前記内軸の外周から前記主軸の外側に突出し、前記主軸に対して、前記延設方向に移動可能に前記内軸を支持する突出部と、前記突出部を前記主軸を中心に回転可能に支持する支持部材とを有し、前記回転連結部は、前記主軸の外側に配置され、前記第1伝達部と、前記第2伝達部の前記支持部材とを連結する。第1態様の検査装置は、筒状の主軸の内側に第2伝達部の内軸を配置するので、両者を別々に配置する場合に比べ、装置の小型化が可能である。 In the inspection apparatus according to the first aspect, the main shaft has a hollow cylindrical shape, and has an opening extending in the extending direction corresponding to a movable range of the second transmission portion, and the first transmission portion is The second transmission portion is disposed outside the main shaft, and the second transmission portion protrudes from the outer periphery of the inner shaft to the outer side of the main shaft via the inner shaft inserted inside the main shaft and the opening of the main shaft. A projecting portion that supports the inner shaft so as to be movable in the extending direction with respect to the main shaft; and a support member that supports the projecting portion so as to be rotatable about the main shaft. , is disposed outside the main shaft, connecting said first transmitting portion, and said support member of said second transmission unit. In the inspection device according to the first aspect , the inner shaft of the second transmission portion is arranged inside the cylindrical main shaft, so that the size of the device can be reduced as compared with the case where both are arranged separately.
第1及び第2態様の検査装置において、前記主軸連結部は、前記主軸モータの前記第1出力軸と、前記主軸とを同一直線上に配置する軸継手であってもよい。この場合の検査装置は、主軸モータの出力軸と、主軸とは同一直線状にない場合に比べ、主軸と直交する方向において検査装置を小型化しつつ、検査装置は、主軸モータと、主軸とがベルトで連結される場合に比べ、主軸モータの駆動精度(例えば、保持部の停止位置の制御)を向上できる。 In the inspection apparatus according to the first and second aspects, the main shaft coupling portion may be a shaft coupling that arranges the first output shaft of the main shaft motor and the main shaft on the same straight line. In this case, the inspection apparatus reduces the size of the inspection apparatus in the direction orthogonal to the main axis as compared to the case where the output shaft of the main shaft motor and the main axis are not collinear. The driving accuracy of the spindle motor (for example, control of the stop position of the holding unit) can be improved as compared with the case where the belts are connected.
第1及び第2態様の検査装置において、前記主軸の前記延設方向において、前記主軸モータに対して、前記保持部とは反対側に配置され、前記主軸モータの回転位置を検出する検出部と、前記検出部の検出結果に基づいて、前記主軸モータの駆動を制御する制御部とを更に備えてもよい。この場合の検査装置が、主軸モータの回転位置を検出する検出部が、主軸モータに対して保持部側とは反対側以外の場所(例えば、主軸の延設方向と直交する仮想平面において、保持部に対して主軸から離間する側)に設置される場合に比べ、主軸と直交する方向において、検出部を設置するのに要するスペースを小さくできる。検査装置は更に、検査装置は、エンコーダの検出結果に基づいて、主軸モータの駆動を制御することにより、保持部の停止位置の精度を向上できる。例えば、検査装置が、検査チップを遠心処理した後に、検査チップに所定の波長の光を照射し、透過光の強度を計測する場合、保持部の停止位置の精度を向上することで、透過光の計測精度を向上できる。 In the inspection apparatus according to the first and second aspects, a detection unit that is disposed on the opposite side of the holding unit with respect to the main shaft motor in the extending direction of the main shaft and detects a rotational position of the main shaft motor; And a control unit that controls driving of the spindle motor based on the detection result of the detection unit. In this case, the inspection device that detects the rotational position of the spindle motor is held in a place other than the side opposite to the holding unit side with respect to the spindle motor (for example, in a virtual plane orthogonal to the extending direction of the spindle). The space required for installing the detection unit in the direction orthogonal to the main axis can be reduced compared to the case where the detection unit is installed on the side away from the main axis with respect to the unit. Further, the inspection apparatus can improve the accuracy of the stop position of the holding unit by controlling the drive of the spindle motor based on the detection result of the encoder. For example, when the inspection device irradiates the inspection chip with light of a predetermined wavelength and measures the intensity of the transmitted light after centrifuging the inspection chip, the transmitted light is improved by improving the accuracy of the stop position of the holding unit. The measurement accuracy can be improved.
第2態様の検査装置において、前記回転連結部は、第1連結部と、前記第1連結部に対して、前記主軸の回転方向の位置を調整可能に接続される第2連結部とを備え、前記第1連結部と、前記第2連結部との間に配置され、変形可能な材料で形成された調整部を更に備える。第2態様の検査装置は、第1連結部と、第2連結部との間に調整部が配置されており、調整部自身が変形することよって、主軸の回転方向における、主軸に対する回転連結部の位置が調整される。検査装置は、主軸の回転方向における、主軸に対する回転連結部の位置を調整する作業を簡略化できる。 In the inspection device according to the second aspect, the rotary connecting portion includes a first connecting portion and a second connecting portion connected to the first connecting portion so that the position of the main shaft in the rotational direction can be adjusted. , said first connecting portion is disposed between the second connecting portion, further Ru comprising an adjusting portion which is formed of a deformable material. In the inspection device according to the second aspect , the adjustment unit is disposed between the first connection unit and the second connection unit, and the adjustment unit itself is deformed, whereby the rotation connection unit with respect to the main shaft in the rotation direction of the main shaft. The position of is adjusted. The inspection apparatus can simplify the operation of adjusting the position of the rotary connecting portion with respect to the main shaft in the rotation direction of the main shaft.
第1及び第2態様の検査装置において、前記主軸の前記延設方向と交差する方向の一方側に配置され、前記制御部に電力を供給する電源基板と、前記制御部を有し、前記主軸に対して前記一方側とは反対側に配置された制御基板とを更に備えてもよい。この場合の検査装置は、電源基板と、制御基板とが主軸に対して、一方側と他方側に配置される。検査装置は、電源基板と、制御基板とが主軸に対して同一側にある場合に比べ、装置をコンパクトにしつつ、検査装置の重心バランスがとれ、安定して回転駆動できる。 In the inspection apparatus according to the first and second aspects, the power supply board is disposed on one side in a direction intersecting the extending direction of the main shaft, and supplies power to the control unit, and the control unit, the main shaft And a control board disposed on the opposite side to the one side. In the inspection apparatus in this case, the power supply board and the control board are arranged on one side and the other side with respect to the main shaft. Compared to the case where the power supply board and the control board are on the same side with respect to the main shaft, the inspection apparatus can be driven in a stable manner while the center of gravity of the inspection apparatus is balanced while the apparatus is compact.
<検査装置1の概要>
本発明を具体化した実施形態について、図面を参照して説明する。図1〜図3を参照して、検査装置1の概略構造について説明する。以下の説明では、図1の上側、下側、右側、左側、表側、及び裏側を各々、検査装置1の上側、下側、右側、左側、前側、及び後ろ側とする。本実施形態では、垂直軸線L1の方向は検査装置1の上下方向であり、水平軸線L2の方向は、ホルダ61及び検査チップ70が垂直軸線L1を中心として回転される際の速度の方向である。
<Outline of
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described with reference to the drawings. With reference to FIGS. 1-3, the schematic structure of the test |
図1に示すように、検査装置1は、検体と試薬とが混合される混合部71を有する検査チップ70を遠心処理して、生体物質及び化学物質等を検査する装置である。検体は、例えば、血液、血漿、血球、骨髄、尿、膣組織、上皮組織、腫瘍、精液、唾液、又は食料品などの成分を含む液体である。試薬は、検体と、検査項目とに応じて適宜選定される液状体である。検査装置1は、筐体2、一対の保持部3、第1回転機構4、検出部5、第2回転機構6、電源基板7、及び制御基板8を備える。筐体2は箱状のフレーム構造を有する。筐体2は、図示しないが、保持部3を筐体2の外部に露出可能な開閉部、電源スイッチ及び複数の操作スイッチを含む操作部を備える。
As shown in FIG. 1, the
一対の保持部3は、検査チップ70を保持可能である。一対の保持部3は、平面視長方形状の板材32よりも上側にある。板材32は、筐体2の上下方向の中心よりも上側において、水平方向と略平行に延設される。検査チップ70は、厚み方向が前後方向、及び左右方向に延びる向きで保持部3に装着される。
The pair of
第1回転機構4は、一対の保持部3と連結された主軸57を有し、主軸57を中心に一対の保持部3を回転(公転)させる機構である。第1回転機構4は、主軸57、主軸モータ35、及び主軸連結部37を備える。主軸57は、垂直軸線L1に沿って延びる。主軸57は、板材32を貫通して、板材32の上側に突出する。主軸57は、板材32の下方に設けられた支持部材53、54により、回転自在に保持される。図2から図4に示すように、主軸57は、中空の筒状であり、主軸57の延設方向に延びる一対のスリット状の開口部58を有する。一対の開口部58は、平面視主軸57の中心(垂直軸線L1)に対して対称に配置される。一対の開口部58の上下方向の延設範囲は、後述の第2伝達部14の移動可能範囲に対応し、本例では第2伝達部14の移動可能範囲よりもやや長く設定される。
The first rotation mechanism 4 has a
主軸モータ35は、出力軸36を有し、出力軸36を回転させる。本例の主軸モータ35はDCモータであり、後述の制御装置90の制御に従って駆動する。主軸モータ35の出力軸36は、上方に突出する。主軸連結部37は、主軸57と出力軸36とを連結する。本例の主軸連結部37は、主軸モータ35の出力軸36と、主軸57とを同一直線上に配置する軸継手である。主軸57の下端部は、後述の第2伝達部14の一対の孔部56に挿通され、主軸連結部37に保持される。
The
本例の第1回転機構4は更に、ターンテーブル33及び一対の支持部49を備える。ターンテーブル33は、一対の保持部3の下方、且つ板材32の上方に配置される。ターンテーブル33は、垂直軸線L1に略垂直に延びる円盤状の板部材である。ターンテーブル33は、平面視垂直軸線L1を中心とする円状である。主軸57の上端部は、ターンテーブル33の下面の中心部に接続される。一対の支持部49は、ターンテーブル33の上面に固定され、一対の回転軸9を介して一対の保持部3を支持する。一対の支持部49は、平面視主軸57(垂直軸線L1)に対して対称に配置される。主軸モータ35が出力軸36を回転させると、駆動力が主軸57に伝達される。このとき、主軸57の回転に連動して、ターンテーブル33が垂直軸線L1を中心に回転する。ターンテーブル33に固定された支持部49を介して、一対の保持部3が垂直軸線L1と中心に回転する。
The first rotation mechanism 4 of this example further includes a
検出部5は、主軸57の延設方向において、主軸モータ35に対して、一対の保持部3とは反対側に配置され、主軸モータ35の回転位置を検出する。検出部5は、例えば、光学的に主軸57の回転位置を検出するエンコーダである。本例では、主軸モータ35に対して、一対の保持部3は、主軸モータ35の下方である。検出部5は、検出結果を後述の制御装置90(図9参照)に対して出力する。制御装置90は、検出部5の検出結果に基づいて、主軸モータ35の駆動を制御する。
The
電源基板7は、主軸57の延設方向と交差する方向の一方側に配置され、制御装置90に電力を供給する。本例の電源基板7は、板状の基板であり、電源基板7が有する面の内面積が最大となる面が左右方向を向いた状態で、主軸57に対して、右側に配置される。制御基板8は、制御装置90を有し、主軸57の延設方向と交差する方向において、主軸57に対して一方側とは反対側に配置される。本例の制御基板8は、板状の基板であり、制御基板8が有する面の内面積が最大となる面が左右方向を向いた状態で、主軸57に対して、左側に配置される。電源基板7と垂直軸線L1との間の距離は、制御基板8と垂直軸線L1との間の距離よりも長い。本例では、電源基板7は、主軸57の延設方向と直交する方向の一方側に配置され、制御基板8は、主軸57に対して一方側とは反対側に配置される。電源基板7と制御基板8との各々は、板材32の下方にある。一対の保持部3、第1回転機構4、検出部5、及び第2回転機構6は各々、平面視で、電源基板7と、制御基板8との間に、配置される。
The power supply board 7 is disposed on one side in the direction intersecting with the extending direction of the
第2回転機構6は、主軸57に交差する方向に延びる一対の回転軸9を有する。第2回転機構6は、一対の回転軸9の各々を中心に対応する保持部3を回転(自転、揺動)させる。第2回転機構6は、回転軸モータ51、第1伝達部11、回転連結部12、ガイド部13、及び第2伝達部14を備える。第2回転機構6のうち、回転軸モータ51、第1伝達部11、及び回転連結部12は、主軸57の延設方向において一対の保持部3と、主軸連結部37との間にある。回転軸モータ51は、出力軸59を有し、出力軸59を回転させる。本例の回転軸モータ51はステッピングモータである。図4に示すように、回転軸モータ51は、主軸57よりも後ろ側に配置される。出力軸59は、右方に延びる。
The second rotating mechanism 6 has a pair of
図4に示すように、第1伝達部11は、回転軸モータ51の出力軸59と連結する。第1伝達部11は、主軸57の外側に配置される。第1伝達部11は、ピニオンギア21及びラックギア22を備える。ピニオンギア21は、出力軸59の先端(右端)に連結される。ラックギア22は、上下方向に長い板状の部材である。図5に示すように、ラックギア22は、背面に上下方向に並ぶギア歯23を備える。ラックギア22は、ピニオンギア21の前側に配置され、ピニオンギア21と噛み合う。ラックギア22は、ピニオンギア21の回動に応じて、上下方向に移動する。
As shown in FIG. 4, the
回転連結部12は、主軸57の延設方向において、一対の保持部3と主軸連結部37との間に配置され、第1伝達部11と連結する。回転連結部12は、主軸57の外側に配置され、第1伝達部11と、第2伝達部14とを連結する。回転連結部12は、板部材24、第1板金部材25、第2板金部材26、及びシャフト27を備える。板部材24は、金属製の板状の部材である。板部材24が備える面の内、面積が最大となる面は、左右方向を向く。板部材24の右面の後部にはラックギア22が連結される。
The
第1板金部材25は、前部251、左部253、及び後部255を備え、平面視右方が開放するU字状の部材である。第2板金部材26は、前部261、右部263、及び後部265を備え、平面視左方が開放するU字状の部材である。第2板金部材26は、第1板金部材25に対して、主軸57の回転方向の位置を調整可能に接続される。第1板金部材25、第2板金部材26は、例えば、金属製の板部材の両端部の各々を略90度同じ方向に折り曲げて形成される。第1板金部材25と、第2板金部材26とは、上下方向の長さが略同じである。
The first
図5に示すように、第1板金部材25の前部251の上下方向中央よりやや上側には正面視円状の貫通孔252が設けられる。後部255の上下方向中央よりやや上側には正面視円状の貫通孔256が設けられる。貫通孔252、256には、シャフト27が挿通される。第1板金部材25の左部253の左面は、板部材24と連結される。第1板金部材25の左部253の右面には、調整部16が貼り付けられる。調整部16は、主軸57の回転方向における、主軸57に対する回転連結部12の位置を変更可能に変形可能な部材である。調整部16は、例えば、所定の厚みを有する樹脂シートである。
As shown in FIG. 5, a through
第2板金部材26の前部261の上下方向中央よりやや上側には左端部から正面視右方に凹む凹部262が設けられる。前部261の前面には、上下方向に凹部262を挟んで、一対の調整部15が貼り付けられる。調整部15は、主軸57の回転方向における、主軸57に対する回転連結部12の位置を変更可能な、弾性を有する部材である。調整部15は、例えば、ウレタン、軟質ゴム、及びスポンジ等の緩衝材である。後部265の上下方向中央よりやや上側には左端部から正面視右方に凹む凹部266が設けられる。後部265の背面には、上下方向に凹部266を挟んで、一対の調整部15が貼り付けられる。凹部262、266には、シャフト27が挿通される。図4及び図6に示すように、凹部262、266に、シャフト27が挿通された状態では、第2板金部材26は、第1板金部材25の前部251と、後部255との間に配置される。シャフト27は、金属製の円柱状の棒であり、前後方向に延びる。シャフトの前後の端部は、固定部材によって固定される。凹部262、266に、シャフト27が挿通された状態では、第1板金部材25、第2板金部材26、及び調整部15、16は次の位置関係にある。第2板金部材26の左端は、調整部16に接する。第1板金部材25の前部251の背面は、第2板金部材26の前部261の前面に貼り付けられた調整部15と接する。第1板金部材25の後部255の前面は、第2板金部材26の後部265の背面に貼り付けられた調整部15と接する。第1板金部材25に対する第2板金部材26の主軸57の回転方向における位置は、調整部15、16が変形することで調整される。
A
ガイド部13は、回転連結部12の移動方向を規定する部材である。ガイド部13は、第1ガイド部材41、第2ガイド部材42、及び固定部材43を備える。第1ガイド部材41は、主軸57の延設方向に沿って延びるスライダである。第1ガイド部材41は、第2板金部材26の右部263の右面に連結される。第2ガイド部材42は、第1ガイド部材41と係合する、上下方向に延びるガイドレールである。固定部材43は、前後方向に延びる金属製の板状部材である。固定部材43は、固定部材43が備える面のうち、面積が最大となる面が左右方向を向く状態で、筐体2内に固定される。固定部材43の左面は、第2ガイド部材42の右面と連結する。第1ガイド部材41は、第2ガイド部材42と係合し、第2ガイド部材42によって案内され、第2ガイド部材42に対して上下方向に移動可能である。
The
第2伝達部14は、一対の保持部3と、回転連結部12とに連結し、主軸57の延設方向に移動可能に支持され、回転軸モータ51の回転に応じて、一対の保持部3を回転させる。第2伝達部14は、内軸40、一対の突出部44、及び円周部45を有する。内軸40は、主軸57の内側に挿通される。内軸40は、主軸57の内部において上下方向に移動可能な円柱状の軸である。内軸40の上端部は、主軸57内を貫通してターンテーブル33の上方に延び、後述する一対のラックギア46に接続される。図4に示すように、一対の突出部44は、主軸57の開口部58を介して、内軸40の外周から主軸57の外側に突出する。突出部44は、平面視内軸40(垂直軸線L1)を中心とする円状の円周部45と接続する。つまり、突出部44の一端部は、内軸40と連結し、他端部は円周部45と連結する。一対の突出部44と内軸40とは、平面視同一直線上にある。つまり、一対の突出部44は、主軸57の延設方向と直交する平面において、主軸57に対して対称に配置される。円周部45は、主軸57の延設方向において、内軸40の下端部と略同じ位置に設けられる。本例の内軸40と、一対の突出部44と、円周部45とは、一体的に形成される。突出部44と、円周部45とは、主軸57の開口部58を介して、内軸40の外周から主軸57の外側に突出し、主軸57に対して主軸57の延設方向に移動可能に内軸40を支持する。主軸57の下端部は、内軸40、一対の突出部44、及び円周部45で囲まれる一対の孔部56に挿通される。
The
本例の第2伝達部14は更に、支持部材54、ボールベアリング55、一対のラックギア46、及び一対のピニオンギア48を備える。支持部材54は、平面視正方形状の箱状の部材である。支持部材54の右側面は、板部材24の左面と連結する。支持部材54は、ボールベアリング55、円周部45、及び突出部44を介して内軸40を支持する。つまり、支持部材54とボールベアリング55とは、円周部45を主軸57(垂直軸線L1)を中心に回転可能に支持する。図4から6では、ボールベアリング55が備えるボールを省略している。詳細には、支持部材54のボールベアリング55の内輪は、円周部45の外周面に接触する。円周部45及び円周部45と一体に形成された内軸40は、主軸57の回転に応じて、垂直軸線L1を中心に回転する。ボールベアリング55は、主軸57の回転に応じて回転する。支持部材54は、ボールベアリング55の外輪を保持する。回転軸モータ51が出力軸59を回転させると、ピニオンギア21の回転に連動して、支持部材54及びボールベアリング55が上下動する。このとき、ボールベアリング55を介して支持部材54に支持された円周部45は、主軸57の開口部58に沿って上下方向に移動する。内軸40は、円周部45と一体的に上下動する。
The
一対のラックギア46は、ターンテーブル33の上方に配置された金属製の板状部材である。図7に示すように、一対のラックギア46は各々、内軸40における互いに対向する面の上端に固定される。一方のラックギア46は、上側から見て内軸40から一方向側に延び、他方のラックギア46は、一方向側とは反対側に延びる。一対のラックギア46の各々における内軸40側とは反対側の端部には、ギア歯47が上下方向に形成される。一対のラックギア46は、内軸40の上下動に伴って上下動する。
The pair of rack gears 46 are metal plate-like members disposed above the
一対のピニオンギア48は各々、平面視対応する保持部3と、支持部49との間において、回転軸9の外周面に固定される。一対のピニオンギア48は各々、対応するラックギア46と噛み合う。ラックギア46の上下動に伴ってピニオンギア48が回転軸9を中心に回転することで、保持部3が回転軸9を中心に回転する。保持部3が保持する検査チップ70は、保持部3とともに、回転軸9を中心に回転する。
Each of the pair of pinion gears 48 is fixed to the outer peripheral surface of the
図1及び図3に示す支持部材54が可動範囲の最上端まで上昇した状態では、ラックギア46も可動範囲の最上端まで上昇する。このときの、一対の保持部3及び検査チップの配置を、角度が0度の定常状態とする。これに対し、図8に示す支持部材54が可動範囲の最下端まで下降した状態では、ラックギア46も可動範囲の最下端まで下降する。このとき、一対の保持部3及び検査チップは、定常状態から水平軸線L2を中心に垂直軸線L1から離れる側に90度回転した状態になる。つまり、本例では一対の保持部3及び検査チップが水平軸線L2を中心に回転可能な角度の範囲は、図1に示す角度0度から図8に示す90度である。
When the
検査装置1は、一対の保持部3と検査チップ70とから離間した垂直軸線L1を中心として、一対の保持部3及び検査チップ70を回転させる。この場合、一対の保持部3及び検査チップ70に遠心力が作用する。検査装置1は、水平軸線L2を中心として、一対の保持部3及び検査チップ70を回転させる。この場合、一対の保持部3及び検査チップ70に作用する遠心力の方向である遠心方向が変更される。
The
<制御装置90の電気的構成>
図9を参照して、制御装置90の電気的構成について説明する。制御装置90は、CPU91、RAM92、及びフラッシュメモリ93を備える。CPU91は、検査装置1の主制御を司る。RAM92は、各種データを一時的に格納する。フラッシュメモリ93は、制御プログラム及びパラメータを格納する。CPU91には、操作部94、第1コントローラ97、第2コントローラ98、及び光学測定部10が接続される。CPU91は、第1コントローラ97、第2コントローラ98、及び光学測定部10を制御する。第1コントローラ97は、主軸モータ35を回転駆動させる制御信号を主軸モータ35に送信することによって、一対の保持部3が垂直軸線L1を中心に回転する動作を制御する。第2コントローラ98は、回転軸モータ51を回転駆動させる制御信号を回転軸モータ51に送信することによって、一対の保持部3の各々が水平軸線L2を中心に回転する動作を制御する。光学測定部10は、検査チップ70の光学測定を実行する。詳細には、光学測定部10は、射出部73の発光、及び検出部72の光検出を実行する。
<Electrical Configuration of
The electrical configuration of the
<検査方法の一例>
検査チップ70を用いた検査方法の一例を説明する。検査チップ70に検体と試薬とが注入される。ユーザは検査チップ70を一対の保持部3に取り付けて、操作部(図示略)から処理開始のコマンドを入力する。これによって、CPU91は、フラッシュメモリ93に格納された制御プログラムに基づいて、遠心処理を実行する。CPU91は遠心処理において、第2コントローラ98を介して回転軸モータ51を駆動制御することで、検査チップ70の回転軸9(水平軸線L2)を中心とする回転角度を変更する動作を実行する。
<Example of inspection method>
An example of an inspection method using the
CPU91は、フラッシュメモリ93に予め格納されたモータの駆動情報を読み込み、第1コントローラ97に主軸モータ35の駆動情報をセットし、第2コントローラ98に回転軸モータ51の駆動情報をセットする。このとき、検査チップ70は定常状態であるため、自転角度0度である。次いで、CPU91は、回転角度0度の検査チップ70の公転を開始する。CPU91は、公転する検査チップ70の移動速度である公転速度を、速度Vで維持する。検査チップ70に遠心力が作用する。次いで、CPU91は自転角度を0度から90度に変更する。検査チップ70の自転角度が90度に変更されると、検査チップ70に作用する遠心力の向きが変更される。CPU91は、自転角度を0度と90度との間で繰り返し変化させる。遠心力の方向が繰り返し変化することによって、各液体が移動し、検体と試薬とが所定の順序で混合される。
The
CPU91は、水平軸線L2を中心とする一対の保持部3の角度を0度に変更する。CPU91は、主軸57の回転を停止し、遠心処理を終了する。このとき、CPU91は、検出部5の検出結果に基づき、測定対象となる保持部3を測定位置に移動させる。遠心処理の実行後、CPU91は、射出部73を発光させる。射出部73から射出された測定光は、検査チップ70の所定の測定位置を透過する。CPU91は、検出部72が受光した測定光の変化量に基づいて、混合液の光学測定を行い、測定データを取得する。CPU91は、取得された測定データに基づいて混合液の測定結果を算出する。
The
上記検査装置1において、一対の保持部3は、本発明の保持部の一例である。出力軸36、主軸モータ35、主軸連結部37、及び第1回転機構4は各々、本発明の第1出力軸、主軸モータ、主軸連結部、及び第1回転機構の一例である。出力軸59、回転軸モータ51、第1伝達部11、回転連結部12、第2伝達部14、及び第2回転機構6は各々、本発明の第2出力軸、回転軸モータ、第1伝達部、回転連結部、第2伝達部、及び第2回転機構の一例である。内軸40、検出部5、制御装置90は各々、本発明の内軸、検出部、制御部の一例である。支持部材54及びボールベアリング55は、本発明の支持部材の一例である。一対の突出部44及び円周部45は、本発明の突出部の一例である。調整部15、16は、本発明の調整部の一例である。電源基板7及び制御基板8は各々、本発明の電源基板及び制御基板の一例である。第1板金部材25及び第2板金部材26は各々、本発明の第1連結部及び第2連結部の一例である。
In the
検査装置1によれば、主軸モータ35、第2回転機構6、及び一対の保持部3が、主軸の延設方向に並ぶ。検査装置1の回転連結部12は、主軸57の延設方向において主軸連結部37と一対の保持部3との間に配置される。検査装置1は、第1回転機構4と、第2回転機構6との各々を主軸57の周囲に配置可能で有り、従来の装置に比べ、第1回転機構4と、第2回転機構6との各々の大きさを小さくできる。主軸モータ35は、垂直軸線L1上且つ筐体2の下部に配置されるため、検査装置1の重心が従来に比べ下部になり安定する。
According to the
検査装置1の主軸57は、中空の筒状であり、第2伝達部14の移動可能範囲に対応する、主軸57の延設方向の延びる一対の開口部58を有する。検査装置1は、筒状の主軸57の内側に第2伝達部14の内軸40を配置するので、両者を別々に配置する場合に比べ、装置の小型化が可能である。本例では図4に示すように、主軸57に対して、ガイド部13が右方にあり、主軸57に対して、回転軸モータ51の出力軸59は後方にある。一方、特許第5359965号公報に記載の検査装置では、主軸に対して、回転軸モータの出力軸と、ガイド部13とは同一方向にある。つまり、検査装置1では、第2回転機構6の複数の構成要素の各々が主軸57の周辺に沿うように、複数の構成要素の各々の主軸57に対する方向を従来に比べ分散して配置する。第2回転機構6の複数の構成要素の各々が従来に比べて主軸57と近い距離にあるため、主軸57に対する第2回転機構6のクリアランスをとるのが容易である。このため、本例の検査装置1では、従来の検査装置に比べ、一対の保持部3の各々を対応する回転軸9を中心に回転させる第2回転機構6の構成を従来よりもコンパクトにできる。
The
主軸連結部37は、主軸モータ35の出力軸36と、主軸57とを同一直線上に配置する軸継手である。検査装置1は、主軸モータ35の出力軸36と、主軸57とが同一直線上にない場合に比べ、検査装置1を小型化できる。検査装置1は、主軸モータ35と、主軸57とが従来の装置のようにベルトで連結される場合に比べ、主軸モータ35の駆動精度(例えば、一対の保持部3の停止位置の制御)を向上できる。検査装置1は、主軸モータ35と、主軸57とがベルトで連結される場合に生じるベルトの摩耗等を考慮に入れる必要がないので、主軸モータ35と、主軸57とがベルトで連結される場合に比べ、回転機構が正常に駆動する期間を延ばせる。本例の主軸モータ35は、DCモータであり、主軸モータ35としてステッピングモータを用いる場合に比べ、安価である。
The main
検査装置1では、検出部5が、主軸57の延設方向において主軸モータ35に対して、一対の保持部3とは反対側に配置され、主軸モータ35の回転位置を検出する。したがって、検査装置は、主軸モータ35の回転位置を検出する検出部5が、主軸モータ35に対して一対の保持部3とは反対側以外の場所(例えば、主軸57の延設方向と直交する仮想平面において、一対の保持部3に対して主軸57から離間する側)に設置される場合に比べ、検出部5を設置するのに要するスペースを小さくできる。検査装置1は、エンコーダの検出結果に基づいて、主軸モータ35の駆動を制御することにより、一対の保持部3の停止位置の精度を向上できる。本例の検査装置1は、検査チップ70を遠心処理した後に、検査チップに所定の波長の光を照射し、透過光の強度を計測する場合、保持部の停止位置の精度を向上することで、透過光の計測精度を向上できる。
In the
検査装置1は、変形可能な調整部15、16を備える。検査装置1は、比較的高速で主軸57を回転するので、主軸57及び内軸40の位置合わせは厳密に行う必要がある。検査装置1は、比較的小さな調整部15、16によって、主軸57の回転方向における、主軸57に対する回転連結部12の位置を変更可能である。検査装置1は、主軸57の回転方向における、主軸57に対する回転連結部12の位置を調整する作業を簡略化できる。第1板金部材25と第2板金部材26とは各々、金属製の部材である。検査装置1では、第1板金部材25と第2板金部材26との間に調整部15、16が配置され、第1板金部材25と第2板金部材26とが、非金属製の調整部15、16を介して位置決めされる。したがって、検査装置1では、第1板金部材25と第2板金部材26とが直接接触することがなく、第1板金部材25と第2板金部材26との接触により金属音が発生することが防止される。
The
検査装置1では、電源基板7と、制御基板8とが、主軸57に対して、一方側と他方側に配置される。検査装置1は、電源基板7と、制御基板8とが主軸57に対して同一側にある場合に比べ、装置をコンパクトにしつつ、検査装置1の重心バランスがとれ、安定して回転駆動できる。
In the
本発明の検査装置は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更が加えられてもよい。例えば、以下の変形が適宜加えられてもよい。 The inspection apparatus of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications may be made without departing from the gist of the present invention. For example, the following modifications may be added as appropriate.
保持部3が保持可能な検査チップ70の種類は適宜変更されてよい。第1回転機構4による垂直軸線L1を中心とする一対の保持部3の回転範囲と、第2回転機構6による水平軸線L2を中心とする一対の保持部3の回転範囲との各々は適宜変更されてよい。保持部3の形状、構成及び数は適宜変更されてよい。遠心処理を安定して行う観点から、保持部3の数は偶数とし、一対の保持部の配置を、平面視垂直軸線L1について対称に配置されることが好ましい。主軸連結部37は、軸継手に限定されない。主軸連結部37は、ベルトを介して第1出力軸と主軸とを連結してもよい。主軸モータ35及び回転軸モータ51は各々、出力軸を回転可能なモータであればよく、モータの種類は適宜変更されてよい。主軸の形状は適宜変更されてよい。例えば、主軸は中空状でなくてもよい。他の例では、主軸に設けられる開口部の数は適宜変更されてよい。第2回転機構6の内軸40に相当する軸は、主軸57の外周に配置されている構成でもよい。
The type of the
検出部5は必要に応じて省略されてもよい。検出部5は、主軸57の回転角度を直接的又は間接的に検出可能であればよく、エンコーダ以外でもよい。検出部の設置位置は変更されてもよい。電源基板7及び制御基板8の配置は適宜変更されてよい。回転連結部12は1つの部材で構成されてもよい。第2回転機構6は、回転軸モータ51の駆動力によって、保持部3を回転軸9を中心に回転可能であればよく、リンク機構等のラックギア46及びピニオンギア48とは別の構成であってもよい。調整部15、16の配置、大きさ(厚さ)、形状、及び数は適宜変更されてよい。調整部15、16は、どちらか一方のみ設けられてもよい。調整部は必要に応じて省略されてよい。
The
1 検査装置
4 第1回転機構
5 検出部
6 第2回転機構
7 電源基板
8 制御基板
9 回転軸
11 第1伝達部
12 回転連結部
13 ガイド部
14 第2伝達部
15、16 調整部
35 主軸モータ
36 出力軸
37 主軸連結部
40 内軸
51 回転軸モータ
54 支持部材
55 ボールベアリング
57 主軸
58 開口部
59 出力軸
70 検査チップ
71 混合部
90 制御装置
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記保持部と連結された主軸を有し、前記主軸を中心に前記保持部を回転させる機構であって、
第1出力軸を有し、前記第1出力軸を回転させる主軸モータと、
前記主軸と前記第1出力軸とを連結する主軸連結部と
を有する第1回転機構と、
前記主軸に交差する方向に延びる回転軸を有し、前記回転軸を中心に前記保持部を回転させる機構であって、
第2出力軸を有し、前記第2出力軸を回転させる回転軸モータと、
前記第2出力軸と連結する第1伝達部と、
前記主軸の延設方向において、前記保持部と前記主軸連結部との間に配置され、前記第1伝達部と連結する回転連結部と、
前記保持部と、前記回転連結部とに連結し、前記主軸の前記延設方向に移動可能に支持され、前記回転軸モータの回転に応じて、前記保持部を回転させる第2伝達部と
を有する第2回転機構と
を備え、
前記主軸は、中空の筒状であり、前記第2伝達部の移動可能範囲に対応する前記延設方向の延びる開口部を有し、
前記第1伝達部は、前記主軸の外側に配置され、
前記第2伝達部は、
前記主軸の内側に挿通される内軸と、
前記主軸の前記開口部を介して、前記内軸の外周から前記主軸の外側に突出し、前記主軸に対して、前記延設方向に移動可能に前記内軸を支持する突出部と、
前記突出部を前記主軸を中心に回転可能に支持する支持部材と
を有し、
前記回転連結部は、前記主軸の外側に配置され、前記第1伝達部と、前記第2伝達部の前記支持部材とを連結することを特徴とする検査装置。 A holding part capable of holding a test chip having a mixing part in which a specimen and a reagent are mixed;
A mechanism having a main shaft connected to the holding portion, and rotating the holding portion around the main shaft;
A spindle motor having a first output shaft and rotating the first output shaft;
A first rotation mechanism having a main shaft connecting portion that connects the main shaft and the first output shaft;
A mechanism having a rotation axis extending in a direction intersecting the main axis, and rotating the holding portion around the rotation axis;
A rotary shaft motor having a second output shaft and rotating the second output shaft;
A first transmission unit coupled to the second output shaft;
A rotation connecting portion disposed between the holding portion and the main shaft connecting portion in the extending direction of the main shaft and connected to the first transmission portion;
Said holding unit, coupled to said rotating connection portion, is movable in the extending direction of the main shaft, in accordance with the rotation of the rotary shaft motor, and a second transmission unit for rotating the holding portion and a second rotating mechanism having,
The main shaft has a hollow cylindrical shape, and has an opening extending in the extending direction corresponding to a movable range of the second transmission portion,
The first transmission portion is disposed outside the main shaft,
The second transmission unit is
An inner shaft inserted inside the main shaft;
A projecting portion that projects from the outer periphery of the inner shaft to the outside of the main shaft through the opening of the main shaft, and supports the inner shaft so as to be movable in the extending direction with respect to the main shaft;
A support member that rotatably supports the protrusion around the main shaft;
Have
The rotation connecting portion is disposed outside the main shaft, and connects the first transmission portion and the support member of the second transmission portion .
前記保持部と連結された主軸を有し、前記主軸を中心に前記保持部を回転させる機構であって、A mechanism having a main shaft connected to the holding portion, and rotating the holding portion around the main shaft;
第1出力軸を有し、前記第1出力軸を回転させる主軸モータと、A spindle motor having a first output shaft and rotating the first output shaft;
前記主軸と前記第1出力軸とを連結する主軸連結部とA main shaft connecting portion that connects the main shaft and the first output shaft;
を有する第1回転機構と、A first rotation mechanism having
前記主軸に交差する方向に延びる回転軸を有し、前記回転軸を中心に前記保持部を回転させる機構であって、A mechanism having a rotation axis extending in a direction intersecting the main axis, and rotating the holding portion around the rotation axis;
第2出力軸を有し、前記第2出力軸を回転させる回転軸モータと、A rotary shaft motor having a second output shaft and rotating the second output shaft;
前記第2出力軸と連結する第1伝達部と、A first transmission unit coupled to the second output shaft;
前記主軸の延設方向において、前記保持部と前記主軸連結部との間に配置され、前記第1伝達部と連結する回転連結部と、A rotation connecting portion disposed between the holding portion and the main shaft connecting portion in the extending direction of the main shaft and connected to the first transmission portion;
前記保持部と、前記回転連結部とに連結し、前記主軸の前記延設方向に移動可能に支持され、前記回転軸モータの回転に応じて、前記保持部を回転させる第2伝達部とA second transmission unit coupled to the holding unit and the rotation coupling unit, supported so as to be movable in the extending direction of the main shaft, and rotating the holding unit according to the rotation of the rotary shaft motor;
を有する第2回転機構とA second rotation mechanism having
を備え、With
前記回転連結部は、The rotational connecting portion is
第1連結部と、A first connecting part;
前記第1連結部に対して、前記主軸の回転方向の位置を調整可能に接続される第2連結部とA second connecting part connected to the first connecting part so that the position of the main shaft in the rotational direction can be adjusted;
を備え、With
前記第1連結部と、前記第2連結部との間に配置され、変形可能な材料で形成された調整部を更に備えることを特徴とする検査装置。The inspection apparatus further comprising an adjustment unit that is disposed between the first connection unit and the second connection unit and is formed of a deformable material.
前記検出部の検出結果に基づいて、前記主軸モータの駆動を制御する制御部と
を更に備えることを特徴とする請求項1から3の何れかに記載の検査装置。 A detection unit that is disposed on the opposite side of the main shaft motor from the holding unit in the extending direction of the main shaft, and detects a rotational position of the main shaft motor;
The inspection apparatus according to claim 1, further comprising: a control unit that controls driving of the spindle motor based on a detection result of the detection unit.
前記制御部を有し、前記主軸に対して前記一方側とは反対側に配置された制御基板とを更に備えることを特徴とする請求項4に記載の検査装置。 A power supply board that is disposed on one side of a direction intersecting the extending direction of the main shaft and supplies power to the control unit;
The inspection apparatus according to claim 4, further comprising a control board having the control unit and disposed on a side opposite to the one side with respect to the main shaft.
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