JP7167435B2 - 圧力供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、圧力供給装置に関するものである。

近年、体外診断分野における試験の高速化、高効率化、および集積化、又は、検査機器の超小型化を目指したμ－ＴＡＳ（Micro-Total Analysis Systems）の開発などが注目を浴びており、世界的に活発な研究が進められている。

μ－ＴＡＳは、少量の試料で測定、分析が可能なこと、持ち運びが可能となること、低コストで使い捨て可能なこと等、従来の検査機器に比べて優れている。
更に、高価な試薬を使用する場合や少量多検体を検査する場合において、有用性が高い方法として注目されている。

μ－ＴＡＳに用いられるポンプとしては、小型化を図るために、例えば、ダイアフラム式のエアーポンプが用いられている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３－１６３９７５号公報

第１の実施態様に従えば、正圧及び負圧を発生する圧力発生部と、前記圧力発生部で発生した前記正圧を供給する第１供給系に設けられ前記正圧を畜圧する第１畜圧部と、前記圧力発生部で発生した前記負圧を供給する第２供給系に設けられ前記負圧を畜圧する第２畜圧部と、前記第１畜圧部に畜圧された正圧および前記圧力発生部で発生した正圧の供給と、前記第２畜圧部に畜圧された負圧および前記圧力発生部で発生した負圧の供給とを互いに独立して制御する制御部と、を備える圧力供給装置が提供される。

第２の実施態様に従えば、流体が流動する流路と、前記流路を開閉するバルブと、前記流路内の流体を吸引する吸引部とを有し、前記バルブが正圧で駆動され、前記吸引部が負圧で駆動される流体デバイスと、第１の実施態様の圧力供給装置と、を備えるシステムが提供される。

本実施形態に係る圧力供給装置１１０の概略的な構成図。 本実施形態に係る圧力供給装置１１０における制御ブロック図。 本実施形態に係るシステムＶＳを模式的に示した平面図。 本実施形態に係るシステムＶＳを模式的に示した平面図。

以下、実施形態に係る圧力供給装置およびシステムの実施の形態を、図１ないし図４を参照して説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。

［圧力供給装置］
まず、圧力供給装置について説明する。
図１は、圧力供給装置１１０の概略的な構成図である。
圧力供給装置１１０は、圧力発生部１２０、第１供給系１３０、第２供給系１４０、大気開放系（開放系）１５０および制御部ＣＯＮＴを備えている。

圧力供給装置１１０は、流体を媒体として正圧供給対象ＰＰに正圧を供給し、負圧供給対象ＮＰに負圧を供給する。圧力供給装置１１０は、気体（例えばエアー）を媒体としている。

圧力発生部１２０は、シリンジ１１１、ピストン１１２、回転駆動源１１３を備えている。シリンジ１１１は、周壁部１１１ａと端壁部１１１ｂとを有している。周壁部１１１ａは、ピストン１１２の移動方向（図１中、左右方向）に沿った軸線方向に延びる円筒形状に形成されている。周壁部１１１ａは、回転駆動源１１３と対向する軸線方向の一端側が開口し、図１中、右側の軸線方向の他端側が端壁部１１１ｂによって閉塞されている。

ピストン１１２は、シリンジ１１１の内周面に軸線方向に移動可能に嵌合している。ピストン１１２は、軸線周りの周方向に環状に配置されたシール部材１１４を介してシリンジ１１１の内周面に嵌合している。シール部材１１４としては、一例として、Ｘリング、Ｖリング、Ｏリング等を用いることができる。

ピストン１１２の軸線方向の一端側には、円筒部１１２ａ、円板部１１２ｂが一体的に設けられている。円筒部１１２ａは、シリンジ１１１と同軸の円筒形状である。円筒部１１２ａの軸線方向の一端側は、円板部１１２ｂで閉塞されている。円板部１１２ｂの中心には、雌ネジ部１１５が形成されている。

回転駆動源１１３は、一例として、回転モータである。回転駆動源１１３は、一例として、電動モータである。回転駆動源１１３は、制御部ＣＯＮＴの制御下で軸線周り方向の両側に回転可能である。回転駆動源１１３には、送りネジ１１６が一体的に回転可能に設けられている。送りネジ１１６は、軸線方向に延びる軸状に形成されている。送りネジ１１６は、シリンジ１１１と同軸に配置されている。送りネジ１１６の外周面には、雌ネジ部１１５と螺合する雄ネジが形成されている。送りネジ１１６の外径は、円筒部１１２ａの内径よりも小さい。送りネジ１１６は、雌ネジ部１１５と螺合した状態で軸線周りに回転することにより、円筒部１１２ａの内部空間を軸線方向に移動可能である。

シリンジ１１１の端壁部１１１ｂには、配管系１６０が接続されている。配管系１６０は、配管１６１、１６２、１６３、１６４を有している。なお、以下の説明においては、配管系１６０において、圧力発生部１２０（シリンジ１１１）に近い側を上流側、圧力発生部１２０と遠い側を下流側として適宜説明する。

配管１６１は、一端がシリンジ１１１の端壁部１１１ｂに接続され、他端が配管１６２の中途に接続されている。配管１６２は、一端側が大気開放系１５０に接続され、他端が配管１６４に接続されている。配管１６２は、中途において配管１６３に接続されている。配管１６３は、一端が配管１６２に接続され、他端が正圧供給対象ＰＰに接続されている。配管１６３の中途には、上流側から逆止弁（第１バルブ）１３１、第１畜圧部１３２、開閉弁（第２バルブ）１３３が順次配置されている。

逆止弁１３１は、配管１６３において圧力発生部１２０から第１畜圧部１３２へ向かう方向のみを正圧が伝達される方向に規制する。逆止弁１３１は、配管１６３において下流側から上流側へ正圧が伝達されることを遮断する。逆止弁１３１は、配管１６３において圧力媒体であるエアーが下流側から上流側に流動することを遮断する。

第１畜圧部１３２は、配管１６３において正圧を畜圧する。第１畜圧部１３２は、畜圧された正圧の圧力を検出する第１検出部（検出部）１３４を備えている。第１検出部１３４の検出結果は、制御部ＣＯＮＴに出力される。

開閉弁１３３は、第１畜圧部１３２と正圧供給対象ＰＰとの間において配管１６３を開閉する。開閉弁１３３による配管１６３の開閉は、制御部ＣＯＮＴによって制御される。配管１６１、１６３、配管１６２の一部、逆止弁１３１、第１畜圧部１３２、開閉弁１３３は、圧力発生部１２０で発生した正圧を正圧供給対象ＰＰに供給する第１供給系１３０を構成している。

配管１６４は、一端が配管１６２に接続され、他端が負圧供給対象ＮＰに接続されている。配管１６４の中途には、上流側から逆止弁（第３バルブ）１４１、第２畜圧部１４２、開閉弁（第４バルブ）１４３が順次配置されている。

逆止弁１４１は、配管１６４において圧力発生部１２０から第２畜圧部１４２へ向かう方向のみを負圧が伝達される方向に規制する。逆止弁１４１は、配管１６４において下流側から上流側へ負圧が伝達されることを遮断する。逆止弁１４１は、配管１６４において圧力媒体であるエアーが上流側から下流側に流動することを遮断する。

第２畜圧部１４２は、配管１６４において負圧を畜圧する。第２畜圧部１４２は、畜圧された負圧の圧力を検出する第２検出部１４４を備えている。第２検出部１４４の検出結果は、制御部ＣＯＮＴに出力される。

開閉弁１４３は、第２畜圧部１４２と負圧供給対象ＮＰとの間において配管１６４を開閉する。開閉弁１４３による配管１６４の開閉は、制御部ＣＯＮＴによって制御される。配管１６１、１６４、配管１６２の一部、逆止弁１４１、第２畜圧部１４２、開閉弁１４３は、圧力発生部１２０で発生した負圧を負圧供給対象ＮＰに供給する第２供給系１４０を構成している。

大気開放系１５０は、開閉弁（第５バルブ）１５１を備えている。開閉弁１５１は、開状態において配管１６２を大気開放する。開閉弁１５１は、閉状態において配管１６２に対する大気開放を停止する。開閉弁１３３、１４３、１５１としては、例えば、油圧で駆動される弁、または電磁的に駆動される電磁弁等を用いることができる。電磁弁は、応答性に優れ、高負荷、高圧対応が容易である。

図２は、圧力供給装置１１０における制御ブロック図である。
図２に示されるように、第１検出部１３４が検出した第１畜圧部１３２の正圧の圧力と、第２検出部１４４が検出した第２畜圧部１４２の負圧の圧力とは制御部ＣＯＮＴに出力される。制御部ＣＯＮＴは、第１検出部１３４および第２検出部１４４の各検出結果に基づいて開閉弁１３３、１４３、１５１の開閉を制御することにより、正圧供給対象ＰＰに所定圧の正圧を供給するとともに、負圧供給対象ＮＰに所定圧の負圧を供給する。

次に、上記構成の圧力供給装置１１０を用いた正圧供給対象ＰＰへの正圧供給および負圧供給対象ＮＰへの負圧供給について説明する。

［正圧供給行程］
まず、正圧供給行程について説明する。
圧力発生部１２０により正圧を発生させるには、回転駆動源１１３の回転により送りネジ１１６を回転させてピストン１１２を、例えば、シリンジ１１１内部における後端位置１１２Ｂから前端位置１１２Ｆに向けて移動させる。送りネジ１１６の回転方向は、送りネジ１１６が右ネジの場合は左方向に回転させ、送りネジ１１６が左ネジの場合は右方向に回転させる。

上記圧力発生部１２０により正圧を発生させる際には、予め開閉弁１３３、１５１を閉じておく。なお、前工程において圧力発生部１２０が負圧を発生させた等により配管１６２内が負圧である場合には、開閉弁１５１を開いて配管１６２内を大気圧にしておく。

ピストン１１２の移動により圧縮されて正圧となったシリンジ１１１内のエアーは、配管１６１、１６２を介して配管１６３に導入された後、逆止弁１３１を通過して第１畜圧部１３２に導入される。正圧のエアーが導入されることにより、第１畜圧部１３２内の圧力が大きくなる。制御部ＣＯＮＴは、第１検出部１３４が検出した第１畜圧部１３２の正圧の圧力が所定値となる移動量でピストン１１２を移動させる。制御部ＣＯＮＴは、第１検出部１３４が検出した第１畜圧部１３２の正圧の圧力が所定値に到達すると回転駆動源１１３の回転およびピストン１１２の移動を停止させる。

第１畜圧部１３２内に所定値の圧力が畜圧されると、制御部ＣＯＮＴは開閉弁１３３を開ける。これにより、第１畜圧部１３２内の正圧のエアーは、正圧供給対象ＰＰに導入される。正圧のエアーが導入されることにより、正圧供給対象ＰＰに正圧が供給される。

正圧供給行程においては、配管１６１、１６２内が正圧となるが、配管１６４に設けられた逆止弁１４１が正圧のエアーの第２畜圧部１４２への導入を阻止するため、第２畜圧部１４２内の負圧状態および負圧供給対象ＮＰへの負圧供給に悪影響は及ばない。

正圧供給対象ＰＰに正圧が供給されると、第１畜圧部１３２の正圧の圧力が所定値から減少する。制御部ＣＯＮＴは、第１検出部１３４の検出結果に基づき、開閉弁１３２を閉じた後、ピストン１１２を停止させた位置から、減少した圧力に対応する移動量で前端位置１１２Ｆに向けて移動させて変化分の圧力を生じさせ、減少した第１畜圧部１３２の正圧の圧力を所定値に増加させる。このように、第１検出部１３４の検出結果に基づき第１畜圧部１３２の正圧の圧力を一定値に維持することで、正圧供給対象ＰＰに対しては一定圧の正圧を連続的に供給することができる。

［負圧供給行程］
正圧の供給が完了すると、制御部ＣＯＮＴは、開閉弁１４３を閉じる。また、配管１６１、１６２およびシリンジ１１１の内部には正圧のエアーが残留しているため、制御部ＣＯＮＴは開閉弁１５１を開けて大気開放して配管１６１、１６２内を大気圧とする。

圧力発生部１２０により負圧を発生させるには、回転駆動源１１３の回転により送りネジ１１６を正圧発生時とは逆方向に回転させてピストン１１２を、正圧供給時に停止した位置から後端位置１１２Ｂに向けて移動させる。

なお、正圧供給時に第１畜圧部１３２の正圧の圧力が所定値に到達したときに、正圧供給対象ＰＰにおける正圧消費スケジュールに基づき、次に正圧を所定値に増加させるまでに、後述する負圧蓄積に要する時間よりも長い空き時間が生じる場合には、ピストン１１２の移動を停止させずに前端位置１１２Ｆまで移動させてもよい。これにより、負圧発生時のピストン１１２の移動ストロークを大きくすることができる。また、正圧供給時に第１畜圧部１３２の正圧の圧力が所定値に到達した後、前端位置１１２Ｆまで移動させる際には開閉弁１５１を開いておくことが好ましい。これにより、正圧供給行程から負圧供給行程への移行時に開閉弁１５１を開く行程を別途設ける必要がなくなるとともに、前端位置１１２Ｆまでの移動の際の圧力（気圧）増加による抵抗を小さくすることができる。

ピストン１１２の移動よりエアーが膨張してシリンジ１１１内が負圧となることで、第２畜圧部１４２のエアーが配管１６４、１６２、１６１を介してシリンジ１１１内に導入される。これにより、第２畜圧部１４２の負圧が大きくなる。制御部ＣＯＮＴは、第２検出部１４４が検出した第２畜圧部１４２の負圧の圧力が所定値となる移動量でピストン１１２を移動させる。制御部ＣＯＮＴは、第２検出部１４４が検出した第２畜圧部１４２の負圧の圧力が所定値に到達すると回転駆動源１１３の回転およびピストン１１２の移動を停止させる。

第２畜圧部１４２内に所定値の圧力が畜圧されると、制御部ＣＯＮＴは開閉弁１４３を開ける。これにより、第２畜圧部１４２内に負圧供給対象ＮＰのエアーが導入される。負圧供給対象ＮＰのエアーが第２畜圧部１４２内に導入されることにより、負圧供給対象ＮＰに負圧が供給される。

負圧供給行程においては、配管１６１、１６２内が負圧となるが、配管１６３に設けられた逆止弁１３１が第１畜圧部１３２内の正圧のエアーの配管１６１、１６２への移動を阻止するため、第１畜圧部１３２内の正圧状態および正圧供給対象ＰＰへの正圧供給に悪影響は及ばない。

負圧供給対象ＮＰに負圧が供給されると、第２畜圧部１４２の負圧の圧力が所定値から減少する。制御部ＣＯＮＴは、第２検出部１４４の検出結果に基づき、開閉弁１４３を閉じた後、ピストン１１２を停止させた位置から、減少した圧力に対応する移動量で後端位置１１２Ｂに向けて移動させて変化分の圧力を生じさせ、減少した第２畜圧部１４２の負圧の圧力を所定値に増加させる。このように、第２検出部１４４の検出結果に基づき第２畜圧部１４２の負圧の圧力を一定値に維持することで、負圧供給対象ＮＰに対しては一定圧の負圧を連続的に供給することができる。

また、負圧供給行程においても、第２畜圧部１４２の負圧の圧力が所定値に到達したときに、次に負圧を所定値に増加させるまでに、上述した正圧蓄積に要する時間よりも長い空き時間が生じる場合には、ピストン１１２の移動を停止させずに後端位置１１２Ｂまで移動させてもよい。これにより、正圧発生時のピストン１１２の移動ストロークを大きくすることができる。また、負圧供給時に第２畜圧部１４２の負圧の圧力が所定値に到達した後、後端位置１１２Ｂまで移動させる際には開閉弁１５１を開いておくことが好ましい。これにより、負圧供給行程から正圧供給行程への移行時に開閉弁１５１を開く行程を別途設ける必要がなくなる。

以上説明したように、本実施形態の圧力供給装置１１０においては、正圧供給用と負圧供給用に個別に装置を設けることなく、正圧と負圧をそれぞれ供給することができる。そのため、本実施形態の圧力供給装置１１０においては、設備の大型化、高価格化を抑制することができる。また、本実施形態の圧力供給装置１１０においては、ピストン１１２の前端位置１１２Ｆ側への移動で正圧を発生させ、後端位置１１２Ｂ側への移動で負圧を発生させているため、ピストン１１２に無駄な移動を生じさせず効率的な圧力供給を実現できる。

本実施形態の圧力供給装置１１０においては、第１畜圧部１３２および第２畜圧部１４２を配置し、畜圧した正圧または負圧を供給しているため、高圧の正圧または負圧を迅速に供給することが可能になる。本実施形態の圧力供給装置１１０においては、第１検出部１３４および第２検出部１４４の検出結果に基づいて第１畜圧部１３２への正圧供給および第２畜圧部１４２への負圧供給を制御しているため、正圧および負圧を一定の値に維持することができる。そのため、本実施形態の圧力供給装置１１０においては、一定圧の正圧または負圧を正圧供給対象ＰＰまたは負圧供給対象ＮＰに脈動を抑制した状態で連続的に供給することができる。

［システム］
次に、上記の圧力供給装置１１０を備えたシステムについて、図３及び図４を参照して説明する。本実施形態では、流路を有する流体デバイスに対して、流路を開閉するバルブおよび流路に溶液を充填するためのバルブに上記の圧力供給装置１１０によって圧力を供給するシステムについて説明する。

図３および図４は、システムを模式的に示した断面図である。
システムは、流体デバイス１００、バルブ駆動装置１７０および上記の圧力供給装置１１０を備えている。

［流体デバイス］
流体デバイス１００は、検体試料に含まれる試料物質を精製および検出等を行うデバイスである。試料物質は、例えば、ＤＮＡやＲＮＡなどの核酸、ペプチド、タンパク質、細胞外小胞体などの生体分子である。流体デバイス１００は、流路及びバルブが形成された基板９からなる。

基板９は、第１基板９Ａと、第１基板９Ａに積層された第２基板９Ｂとを備えている。流路Ｃは、第１基板９Ａにおける第２基板９Ｂと対向する面と、第２基板９Ｂにおける第１基板９Ａと対向する面に設けられたシート状の流路壁１１との間に形成されている。流路Ｃは、例えば、第１基板９Ａの上面に形成された線状の窪みと、流路壁１１との間に形成されている。流路壁１１としては、一例として、ポリオレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー等の熱可塑性エラストマーを例示することができる。流体デバイス１００は、反応を終えた試料や試薬を収容する廃液槽を備えていてもよい。

流体デバイス１００は、正圧を用いて流路Ｃを開閉するバルブＶと、負圧を用いて流路Ｃ内の流体（液体又は気体）を吸引する吸引部Ｍとを有している。吸引部Ｍは、流路Ｃ又は廃液槽に設けることができる。流体デバイス１００には、バルブＶおよび吸引部部Ｍがそれぞれ複数設けられており、図３および図４には代表的にバルブＶおよび吸引部Ｍ（流路に設けられた場合）が示されている。

吸引部Ｍに負圧を供給すると、負圧吸引により流路Ｃに溶液を導入したり、負圧吸引により流路Ｃから溶液を排出したりすることができる。例えば、流路Ｃに接続して設けられた廃液槽に吸引部Ｍを設けることにより、負圧吸引によって廃液槽に流路Ｃから溶液を排液することができる。

第２基板９Ｂは、バルブＶが配置される位置に、底部に流路壁１１が露出する窪み１２ａを有している。窪み１２ａの上端は、開口している。バルブＶは、図３に示されるように、窪み１２ａに正圧が供給されない状態では、流路壁１１が変形せずに流路Ｃを開状態に設定する。バルブＶは、図４に示されるように、窪み１２ａに正圧が供給された状態では、流路壁（ダイアフラム部）１１が弾性変形して下方に撓み、第１基板９Ａに接触することにより流路Ｃを閉状態に設定する。

第２基板９Ｂは、吸引部Ｍが配置される位置に、第２基板９Ｂおよび流路壁１１を貫通する露出する窪み１２ｂを有している。吸引部Ｍは、図４に示されるように、窪み１２ｂに負圧が供給されたときに、流路Ｃを負圧吸引することにより、流路Ｃへの溶液の導入、または流路Ｃからの溶液の排液が行われる。

第２基板９Ｂは、上面においてバルブ駆動装置１７０と接合される。バルブ駆動装置１７０は、第２基板９Ｂの上面に位置合わせした状態で着脱自在に接合される、例えば、板状部材である。バルブ駆動装置１７０は、第２基板９Ｂの上面に対して気密に接合される。バルブ駆動装置１７０は、正圧供給対象ＰＰである蓄圧部１７３と接続され流体デバイス１００におけるバルブＶが配置された位置のそれぞれに正圧を供給する。バルブ駆動装置１７０は、負圧供給対象ＮＰである蓄圧部１７５と接続され流体デバイス１００における吸引部Ｍが配置された位置のそれぞれに負圧を供給する。バルブ駆動装置１７０は、後述するように、流体デバイス１００を用いて所定の処理を施す際に流体デバイス１００（第２基板９Ｂ）に接合され、流体デバイス１００を用いての所定の処理が完了すると流体デバイス１００（第２基板９Ｂ）から取り外される。
バルブ駆動装置１７０は、バルブＶが配置される位置に窪み１２ａと連通する孔部１７１を有している。バルブ駆動装置１７０は、吸引部Ｍが配置される位置に窪み１２ｂと連通する孔部１７２を有している。

孔部１７１には、正圧供給対象ＰＰである蓄圧部１７３から正圧が供給される。蓄圧部１７３とバルブ駆動装置１７０（孔部１７１）との間には電磁弁１７４が設けられている。電磁弁１７４の開閉は、制御部ＣＯＮＴにより制御される。制御部ＣＯＮＴの制御により電磁弁１７４が開状態となることにより、蓄圧部１７３に蓄圧された正圧が孔部１７１および窪み１２ａに供給される。電磁弁１７４が開状態となり正圧が供給されることにより、バルブＶは流路Ｃを閉状態に設定する。電磁弁１７４が閉状態となり正圧供給が停止されることにより、バルブＶは流路Ｃを開状態に設定する。

孔部１７２には、負圧供給対象ＮＰである蓄圧部１７５から負圧が供給される。蓄圧部１７５とバルブ駆動装置１７０（孔部１７２）との間には電磁弁１７６が設けられている。電磁弁１７６の開閉は、制御部ＣＯＮＴにより制御される。制御部ＣＯＮＴの制御により電磁弁１７６が開状態となることにより、蓄圧部１７５に蓄圧された負圧が孔部１７２および窪み１２ｂに供給される。電磁弁１７６が開状態となり負圧が供給されることにより、吸引部Ｍにおいては流路Ｃへの溶液の導入、または流路Ｃからの溶液の排液が行われる。電磁弁１７６が閉状態となり負圧供給が停止されることにより、吸引部Ｍにおいては流路Ｃへの溶液の導入、または流路Ｃからの溶液の排液が停止される。

以上のように、本実施形態のシステムでは、流体デバイス１００を用いて試料物質の精製・検出を行う際に、上記の圧力供給装置１１０を用いて正圧および負圧を供給しているため、設備の大型化、高価格化を抑制しつつ効率的な圧力供給を実現できる。本実施形態システムでは、高圧の正圧または負圧を脈動を抑制した状態で連続的、且つ迅速に供給することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態の圧力供給装置１１０では、開閉弁１３３、１４３、１５１を電磁弁とする構成を例示したが、この構成に限定されず、逆止弁１３１、１４１についても電磁弁とする構成であってもよい。この構成を採ることにより、電磁制御により逆止弁１３１、１４１を、例えば、二方向弁等に用いることが可能となり汎用性を高めることができる。

１００…流体デバイス、 １１０…圧力供給装置、 １１１…シリンジ、 １１２…ピストン、 １２０…圧力発生部、 １３０…第１供給系、 １３１…逆止弁（第１バルブ）、 １３２…第１畜圧部、 １３３…開閉弁（第２バルブ）、 １３４…第１検出部（検出部）、 １４０…第２供給系、 １４１…逆止弁（第３バルブ）、 １４２…第２畜圧部、 １４３…開閉弁（第４バルブ）、 １４４…第２検出部（検出部）、 １５０…大気開放系（開放系）、 １５１…開閉弁（第５バルブ）、 Ｃ…流路、 ＣＯＮＴ…制御部、 Ｍ…吸引部、 ＮＰ…負圧供給対象、 ＰＰ…正圧供給対象、 Ｖ…バルブ

Claims (8)

1. 流体デバイスに圧力を供給する圧力供給装置であって、
   正圧及び負圧を発生する圧力発生部と、
   前記圧力発生部の端部に接続された配管から分岐した配管系と、
   分岐した前記配管系の一方と接続し前記圧力発生部で発生した前記正圧を蓄圧する第１蓄圧部と、
   分岐した前記配管系の他方と接続し前記圧力発生部で発生した前記負圧を蓄圧する第２蓄圧部と、
   前記第１蓄圧部に蓄圧された前記正圧を前記流体デバイスに供給する第１供給系と、
   前記第２蓄圧部に蓄圧された前記負圧を前記流体デバイスに供給する第２供給系と、
   前記圧力発生部で発生した前記正圧および前記負圧の供給と、前記第１蓄圧部に蓄圧された前記正圧および前記第２蓄圧部に蓄圧された前記負圧の供給とを互いに独立して制御する制御部と、
   を備え、
   前記圧力発生部は、シリンジに対してピストンが相対移動する方向に応じて、前記正圧又は前記負圧を発生し、
   前記第１蓄圧部と前記第２蓄圧部との少なくとも一方は、蓄圧された圧力を検出する検出部を備え、
   前記制御部は、前記検出部の検出結果に応じて前記ピストンの相対移動量と、相対移動方向とを制御する、圧力供給装置。
2. 前記第１供給系は、
   前記第１蓄圧部よりも前記圧力発生部側に配置され、前記正圧が伝達される方向を、前記圧力発生部から前記第１蓄圧部へ向かう方向のみに規制する第１バルブと、
   前記第１蓄圧部よりも前記圧力発生部とは逆側に配置され、前記制御部により開閉が制御される第２バルブとを有し、
   前記第２供給系は、
   前記第２蓄圧部よりも前記圧力発生部側に配置され、前記負圧が伝達される方向を、前記第２蓄圧部から前記圧力発生部へ向かう方向のみに規制する第３バルブと、
   前記第２蓄圧部よりも前記圧力発生部とは逆側に配置され、前記制御部により開閉が制御される第４バルブとを有する
   請求項１に記載の圧力供給装置。
3. 前記第１バルブおよび前記第３バルブよりも前記圧力発生部側に配置され、前記配管系と接続する前記第１供給系および前記第２供給系を大気開放する開放系と、
   前記制御部により前記開放系を開閉する第５バルブと、を備える
   請求項２記載の圧力供給装置。
4. 前記第１～第５バルブは、電磁弁を有する
   請求項３記載の圧力供給装置。
5. 前記制御部は、前記第１蓄圧部に前記正圧を蓄圧する際に、前記第２バルブと前記第５バルブを予め閉じ、前記第２蓄圧部に前記負圧を蓄圧する際に、前記第４バルブと前記第５バルブを予め閉じる
   請求項３または４に記載の圧力供給装置。
6. 前記制御部は、前記第１蓄圧部に前記正圧を蓄圧した後および前記第２蓄圧部に前記負圧を蓄圧した後に、前記第５バルブを開いて前記第１供給系および前記第２供給系を大気開放する
   請求項５記載の圧力供給装置。
7. 前記制御部は、前記第１蓄圧部に蓄圧された前記正圧または前記第２蓄圧部に蓄圧された前記負圧の少なくとも一方で生じた圧力の変化分を、前記圧力発生部で生じさせ、前記第１蓄圧部または前記第２蓄圧部に供給する
   請求項１から６のいずれか一項に記載の圧力供給装置。
8. 前記検出部が所定値を検知した場合に、前記流体デバイスが前記正圧または前記負圧を消費する圧力消費スケジュールに基づき次の蓄圧に要する時間を算出する算出部を更に備え、
   前記制御部は、前記算出部の算出結果に応じて前記ピストンを移動可能な範囲の端部に移動させる
   請求項１から７のいずれか一項に記載の圧力供給装置。

Images