プランジャポンプ、及びこれを用いた分注装置並びに検体検査装置
【課題】シール性を高め寿命を延ばすことができるプランジャポンプ、及びこれを用いた分注装置並びに検体検査装置を提供する。
【解決手段】プランジャポンプ１０は、ポンプヘッド１３内に往復動自在に挿入されたピストン１４と、このピストン１４を往復動作させるための駆動部１５とを備えている。ピストン１４とポンプヘッド１３との間には、ポンプヘッド１３内部側と駆動部１５側とを仕切り且つピストン１４の往復動に沿って伸縮する隔壁部２４が掛け渡されるように設けられている。この隔壁部２４によって、ピストンの摺動によるシール材の摩耗の問題を解消することができ、寿命を延ばすことができる。
【解決手段】プランジャポンプ１０は、ポンプヘッド１３内に往復動自在に挿入されたピストン１４と、このピストン１４を往復動作させるための駆動部１５とを備えている。ピストン１４とポンプヘッド１３との間には、ポンプヘッド１３内部側と駆動部１５側とを仕切り且つピストン１４の往復動に沿って伸縮する隔壁部２４が掛け渡されるように設けられている。この隔壁部２４によって、ピストンの摺動によるシール材の摩耗の問題を解消することができ、寿命を延ばすことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の吸引と吐出を行うプランジャポンプ、及びこれを用いた分注装置並びに検体検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、プランジャポンプには、ポンプヘッド内でピストンを往復動させることで送液するように構成されたものがある（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載のプランジャポンプにおいて、プランジャ（ピストン）は、駆動源によりピストン運動を与えられ、２つのプランジャシールで摺動しつつポンプヘッド内のポンプ室を往復動する。この場合、ポンプ室の容積がピストンの往復動により変化することでポンプ作用が生じ、ポンプヘッド内への流体の吸引とポンプヘッド外への流体の吐出とが行われるようになっている。また、このプランジャポンプでは、摺動部におけるシールの耐摩耗性を向上させるべく、プランジャシールの材料として母材であるＰＴＦＥにカーボンをファイバ状（繊維状）に混入したものを用いている。
【特許文献１】特開平１１−１５２５７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記プランジャシールは、ポンプ室の液体を封止する役割を担うが、ピストンとの潤滑の目的から完全に液体を止めるものではない。即ち、特許文献１のプランジャポンプでは、ポンプ室の液体の幾分かはピストンの表面を濡らすような形で当該シール後方（つまりポンプ室外方）へ漏出するのである。また、上記の材料を用いたプランジャシールによれば耐摩耗性を向上させることができるが、その内周部はピストンが摺動する以上、摩耗は不可避であり何れはシール性が低下して液体の流出を招く事態が生じうる。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、シール性を高め寿命を延ばすことができるプランジャポンプ、及びこれを用いた分注装置並びに検体検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１のプランジャポンプは、ポンプヘッドと、前記ポンプヘッド内に往復動自在に挿入され、前記往復動によって前記ポンプヘッド内の容積を変化させることにより、前記ポンプヘッド内への流体の吸引と前記ポンプヘッド外への流体の吐出を行うピストンと、前記ピストンを往復動作させるための駆動部と、前記ピストンと前記ポンプヘッドとの間に掛け渡されるように設けられ、前記ポンプヘッド内部側と前記駆動部側とを仕切り且つ前記ピストンの往復動に沿って伸縮する隔壁部とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
請求項６の発明は、前記プランジャポンプを用いて液体収容容器から別容器に液体を移す分注装置であって、前記プランジャポンプは、前記ポンプヘッドにノズルを有し、前記駆動部により前記ピストンを駆動して、前記ノズルから前記ポンプヘッド内へ前記液体収容容器の液体を吸引し、当該ノズルから前記別容器へ液体を吐出するように構成されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項７の発明は、前記プランジャポンプを用いて検体と試薬とを移し、前記検体と試薬とを反応させて前記検体を分析する検体検査装置であって、前記検体及び試薬は、複数の液体収容容器に各別に収容され、前記プランジャポンプは、前記ポンプヘッドにノズルを有し、前記駆動部により前記ピストンを駆動して、前記ノズルから前記ポンプヘッド内へ前記液体収容容器の検体あるいは試薬を吸引し、前記ノズルから反応容器へその吸引した検体あるいは試薬を吐出するように構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１のプランジャポンプによれば、ピストンの往復動に沿って伸縮する隔壁部により、ポンプヘッド内部側と駆動部側とを仕切るため、従来のプランジャシール（パッキン）のようなピストンに対する摺動部を不要とすることができる。このように、隔壁部は、ピストンの摺動によるシール材の摩耗の問題が生じず且つピストンとの潤滑を考慮する必要がないので、流体を漏出させることなくそのシール性を維持することができ、寿命を延ばすことができる。
【０００９】
請求項６の分注装置によれば、ポンプヘッド内でシール材の摩耗粉が流体に混入することがないので、別容器へ吐出される流体を汚染する不具合がない。また、シール材としての隔壁部の長寿命化を図ることができるので、分注装置全体のメンテナンス費用を抑制することができる。更には、隔壁部により液体の流出を防止して、液体の吸引および吐出を安定して行うことができるので、分注の精度を向上させることができる。
【００１０】
請求項７の検体検査装置によれば、反応容器へ吐出される検体や試薬をシール材の摩耗粉により汚染する不具合がなく、又、隔壁部により液体の流出防止を図ることができるので測定精度や信頼性の高いサンプリングを実現できる。更に、隔壁部の長寿命化を図ることができるので、検体検査装置全体のメンテナンス費用を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
＜第１実施例＞
以下、本発明を分注装置に適用した第１実施例について、図１〜図６を参照しながら説明する。図１は分注装置を模式的に示しており、この分注装置は、プランジャポンプにより複数（例えば２つ）の液体収容容器から別容器に流体（液体）を移送するようになっている。即ち、同図に示すように、分注装置は、液体収容容器たる第１容器１に収容された第１液１ａと、第２容器２に収容された第２液２ａとを、別容器たる混合容器３に分注するように構成されていて、これらの液体の吸引及び吐出が可能なプランジャポンプ１０と、このプランジャポンプ１０を水平移動および上下移動させる移動装置（移動手段）１１とを備えている。
【００１２】
ここで、図２はプランジャポンプ１０の概略的な斜視図で、図３ではこれを一部破断して示している。このプランジャポンプ１０は、ノズル１２を有するポンプヘッド１３と、ポンプヘッド１３内に往復動自在に挿入されたピストン１４と、このピストン１４を往復動作させるための駆動部１５とを備えている。
【００１３】
ポンプヘッド１３は略円筒状をなし、内部に液体を収容するポンプ室１３ａが形成されている。このポンプヘッド１３には先端側（図２中、左側）へ突出する比較的径小なパイプ状のノズル１２が一体的に設けられている。このノズル１２は、ポンプ室１３ａへ液体を吸引するための吸引口、及びポンプ室１３ａ外へ液体を吐出するための吐出口として機能する。ポンプヘッド１３の基端側には、ポンプヘッド１３に連なるようにハウジング１６が設けられている。
前記駆動部１５は、例えば、ステッピングモータからなるモータ１７と、このモータ１７の回転運動をピストン１４の往復運動（直線運動）に変換して伝達する伝達機構としての直交変換機構１８とを有する。
【００１４】
詳しい図示は省略するが、直交変換機構１８は例えば、ハウジング１６内に収容されたボールねじから構成されている。このボールねじは、モータ１７の回転軸１７ａにおいて先端部外周面に形成されたボールねじ溝１９ａ（以下、図３参照）を有するねじ軸部１９と、このねじ軸部１９の外周面と対向する内周面にボールねじ溝２０ａを有するナット２０と、このナット２０とねじ軸部１９の両ボールねじ溝１９ａ，２０ａ間に配設された多数のボール（図示略）とを備えている。尚、モータ１７の回転軸１７ａ先端部にボールねじ溝１９ａを設けたが、回転軸１７ａとねじ軸部１９は別部材であってもよい。また、直交変換機構１８は、モータ１７の回転運動をピストン１４の直線運動に変換して伝達するものであればよく、回転軸１７ａに連結されたリードスクリューを用いる等、適宜変更してもよい
ハウジング１６の内部には軸方向に延びるガイド部１６ａ，１６ａ（図２にのみ図示）が設けられており、前記ナット２０はその後端部のフランジ部２０ｂにおいて、当該ガイド部１６ａ，１６ａにより軸方向へ移動可能に支持されている。ここで、直交変換機構１８は、モータ１７の正転により回転軸１７ａ（ねじ軸部１９）が回転すると、ナット２０とその先端部に一体的に設けられたピストン１４とを、軸方向に沿って往路を移動（図３中、右方に移動）させ、モータ１７の逆転によりねじ軸部１９が回転すると、ナット２０とピストン１４を、軸方向に沿って復路を移動（図３中、左方に移動）させる。
【００１５】
ピストン１４は、詳細には図３に示すように、ナット２０の先端部から軸方向に延びるピストンロッド２１と、このロッド２１の先端部に設けられたピストン本体２２とを有する。ピストン本体２２は、その径寸法がピストンロッド２１よりも径大で且つポンプ室１３ａよりも若干、径小となるように設定された円柱状をなしている。このピストン本体２２（ピストン１４）はポンプ室１３ａに挿入され、前記駆動部１５によって、ポンプヘッド１３の内周面と非接触状態で軸方向に往復動自在に移動する。ここで、図４はピストン本体２２の基端部側からの斜視図を示しており、ピストン本体２２の基端面には、ロッド用嵌合部２３ａと隔壁用嵌合部２３ｂとが、軸方向内側へ窪むように設けられている。ロッド用嵌合部２３ａは、ピストンロッド２１の先端部が嵌り込むことでピストンロッド２１に対しピストン本体２２が嵌合保持されるようになっている。隔壁用嵌合部２３ｂは、ロッド用嵌合部２３ａの外周側においてこれと同心の溝状に形成されており、後述する隔壁部２４の端部が嵌合するようになっている。
【００１６】
ハウジング１６の先端側の壁部２５には、中心部に位置してピストンロッド２１が貫通する孔部２５ａ（図６参照）が形成されている。他方、ポンプヘッド１３の基端部には、ポンプ室１３ａの周りに隔壁用段部２６（図６参照）が設けられており、この隔壁用段部２６に、隔壁部２４の他方の端部が配置されている。
【００１７】
図５はこの隔壁部２４を拡大して示す断面図であり、同図に示されるように隔壁部２４は円筒蛇腹（所謂ベローズ）状をなす蛇腹部２４ａと、その両端部に設けられた鍔部２４ｂ，２４ｃとを有する。隔壁部２４は、例えばニトリルゴム（ＮＢＲ）等の可撓性材料からなり、射出成型により蛇腹部２４ａと鍔部２４ｂ，２４ｃとが一体成形されている。このうち一方の鍔部２４ｂは、円筒状に形成されており、ピストン本体２２の隔壁用嵌合部２３ｂに差し込まれて嵌合した状態で、ピストン本体２２基端部で外側からかしめることにより圧潰される。このかしめによって、鍔部２４ｂがピストン本体２２から抜け止め固定されると共に、鍔部２４ｂの全周にわたって水密性及び気密性が確保されている。
【００１８】
他方の鍔部２４ｃは、径方向外側に張り出す中空円板状をなし、隔壁用段部２６において、ポンプヘッド１３の基端部とハウジング１６先端側の壁部２５との間に挟まれて固定されることで、その全周にわたって水密性及び気密性が確保されている。また、これにより、隔壁部２４は、ピストン本体２２とポンプヘッド１３との間に掛け渡されるように設けられ、ポンプヘッド１３の内部側と駆動部１５側（ハウジング１６側）とを仕切り且つピストン本体２２の往復動に沿って伸縮するようになっている。
【００１９】
図１に示す分注装置の制御回路２８は、マイクロコンピュータを主体に構成されており、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ（何れも図示せず）等を有している。この制御回路２８には、前記移動装置１１、ステッピングモータ１７を夫々駆動する駆動回路２９，３０等が接続されている。制御回路２８のＲＯＭには、第１液１ａと第２液２ａを移送するための一連の分注プログラム等が記憶されており、制御回路２８は、当該プログラムに従って移動装置１１、ステッピングモータ１７等を制御するようになっている。
【００２０】
続いて、本実施例の分注装置の作用を、図６も参照しながら説明する。ここで、図６（ａ）及び（ｂ）は、吐出時及び吸引時におけるプランジャポンプ１０の動作を説明するための図で、ポンプ室１３ａ近傍部を拡大して示す断面図である。また、プランジャポンプ１０は、移動装置１１により水平および上下方向へ移動されるものとする。
【００２１】
先ず、プランジャポンプ１０は、第１容器１の上方へ移動して、ノズル１２が第１容器１中の第１液１ａに浸るように下降する。この状態で、モータ１７を正転させると、直交変換機構１８を介してピストン１４が往路を移動（つまりポンプ室１３ａの容積を広げる方向へ移動）することで、第１容器１中の第１液１ａがノズル１２からポンプ室１３ａ内へ吸引される。この場合、ピストン本体２２が先端部側（図６（ａ）参照）から基端部側（図６（ｂ）参照）へ移動することに伴い、隔壁部２４の蛇腹部２４ａが折り畳まれるようにして収縮する。また、ポンプ室１３ａにおいて、ピストン本体２２より右側（図６で右側）の空間Ｓに第１液１ａが満たされても、この第１液１ａは隔壁部２４によって封止されることとなる。
【００２２】
ポンプ室１３ａ内に所定量の第１液１ａが吸引されモータ１７が停止されると、プランジャポンプ１０が上昇し、第２容器２の上方へ移動してノズル１２が第２容器２中の第２液２ａに浸るように下降する。この状態で、モータ１７を再度正転させることにより、直交変換機構１８を介してピストン１４が往路を移動して、第２容器２中の第２液２ａがノズル１２からポンプ室１３ａ内へ吸引される。この場合、ピストン本体２２の移動に伴い、隔壁部２４の蛇腹部２４ａがより収縮しポンプ室１３ａ内でコンパクトに折り畳まれる状態となる。
【００２３】
ポンプ室１３ａ内に所定量の第２液２ａが吸引されモータ１７が停止されると、プランジャポンプ１０は上昇して第２容器２から離間した後、混合容器３の上方へ移動して下降する。この状態で、モータ１７を逆転させると、直交変換機構１８を介してピストン１４が復路を移動（つまりポンプ室１３ａの容積を狭める方向へ移動）することで、ポンプ室１３ａ内の両液１ａ，２ａがノズル１２から混合容器３側へ吐出される。このとき、ピストン本体２２が図６中、左方に移動することに伴い（ａ）に示すように蛇腹部２４ａが伸長する。そして、プランジャポンプ１０は、モータ１７が停止されることにより、その吐出を終える。尚、本実施例の分注装置では、上記した一連の動作を１サイクルとし、プランジャポンプ１０によって複数回の分注及び混合を連続的に行うことができる。また、上記構成によれば、3種類（第３液）以上の液体の移送が可能であり、図示外の多数の液体収容容器から液体を連続して吸引して移送し、或は、吸引及び移送を液体ごとに各別に行うこともできるが、図示及び詳しい説明を省略する。
【００２４】
以上のように本実施例では、隔壁部２４を、ピストン１４とポンプヘッド１３との間に掛け渡されるように設け、ポンプヘッド１３内部側と駆動部１５側とを仕切り且つピストン１４の往復動に沿って伸縮するように構成した。この隔壁部２４によれば、従来のプランジャシール（パッキン）のようなピストンに対する摺動部を不要としながらも、ポンプヘッド１３内部側と駆動部１５側とを仕切るため、ピストンの摺動によるシール材の摩耗の問題を解消することができる。また、従来のプランジャシールとは異なり、そのシール材の摺動部における潤滑を考慮する必要がないので、流体を漏出させることなくシール性を維持することができ、寿命を延ばすことができる。
【００２５】
また、隔壁部２４は可撓性材料からなり、ピストン１４の移動により折り畳まれる円筒蛇腹状に形成されているので、比較的簡単な構成で隔壁部２４をピストン１４の往復動に沿って伸縮させることができる。また、吸引時には蛇腹部２４ａをポンプ室１３ａ内でコンパクトに折り畳むことができると共に、吐出時には蛇腹部２４ａが充分に伸長するためピストン１４のストロークひいては送液量を充分に確保することができる。
【００２６】
隔壁部２４の両端部に夫々鍔部２４ｂ，２４ｃを設け、これら鍔部２４ｂ，２４ｃのうち一方の鍔部２４ｂをピストン１４に固定し、他方の鍔部２４ｃをポンプヘッド１３の駆動部１５側の端部に固定した。これによれば、鍔部２４ｂ，２４ｃを利用してピストン１４とポンプヘッド１３の端部とにわたって隔壁部２４を取付け固定することができ、ポンプヘッド１３内の容積を充分に確保しつつシール性を得ることができる。
【００２７】
プランジャポンプ１０は、駆動部１５の一部を収容し且つポンプヘッド１３に連なるハウジング１６を備え、一方の鍔部２４ｂを、ピストン１４に設けられた嵌合部に嵌合させた状態でかしめにより固定し、他方の鍔部２４ｃを、ポンプヘッド１３とハウジング１６との間に挟み込むようにして固定した。これによれば、比較的簡単な構成でプランジャポンプ１０に対し隔壁部２４を確実に固定することができると共に、夫々の鍔部２４ｂ，２４ｃにおけるシール性を極力高めることができ、ポンプ室１３ａから駆動部１５側への液体の漏出を極力防止することができる。
【００２８】
駆動部１５を、ステッピングモータ１７とこのモータ１７の回転運動をピストン１４の往復運動に変換して伝達する直交変換機構１８とから構成したので、比較的簡単な構成でピストン１４の正確な位置決め制御を実現でき、液体の吸引および吐出を精度良く安定して行うことができる。
【００２９】
本実施例の分注装置では、隔壁部２４により液体の漏出を防止して、液体の吸引と吐出とを安定して行うことができるので、分注の精度を向上させることができる。また、ポンプヘッド１３内でシール材の摩耗粉が液体に混入することがないので、混合容器３へ吐出される流体を汚染する不具合がない。更には、シール材としての隔壁部２４の長寿命化を図ることができるので、シール材の取替え（或はポンプの取替え）頻度を極力少なくして分注装置全体のメンテナンス費用を抑制することができる。
【００３０】
隔壁部２４は、耐久性や弾性に優れたニトリルゴムから構成されているので、プランジャポンプ１０に好適なものとすることができる。この隔壁部２４の材料は、例えば耐薬品性を有する合成樹脂でもよく、移送する液体の性質等に応じて適宜変更してもよい。
【００３１】
＜第２実施例＞
図７及び図８は、本発明の第２実施例を示すものであり、第１実施例と異なるところを説明する。図７は検体検査装置を模式的に示しており、第１実施例と同一部分には同一符号を付している。
【００３２】
この検体検査装置は、検体（例えば血液（血清）や尿）と試薬とを反応させて当該検体を分析するようになっており、検体容器（液体収容容器）３１に収容された検体３１ａと試薬容器（液体収容容器）３２に収容された試薬３２ａとを、別容器たる反応容器３３に分注するように構成されている。また、検体検査装置は、反応容器３３内で検体３１ａと試薬３２ａを攪拌により反応させる攪拌機構３４と、プランジャポンプ１０の洗浄を行う洗浄機構３５と、反応容器３３内の検体３１ａの分析を行う分析部３６とを備えている。詳細な説明は省略するが、洗浄機構３５は、例えば洗浄槽内で洗浄液によりプランジャポンプ１０を洗浄することで前の検体と後の検体との間の汚染（つまりキャリーオーバ乃至コンタミネーション）等を防止する。また、分析機構としての分析部３６は、検体３１ａを検査項目別に測定するものであり、所謂生化学分析等の分析を行うようになっている。
【００３３】
ここで、制御回路２８には、攪拌機構３４，洗浄機構３５を夫々駆動する駆動回路３７，３８が接続されると共に分析部３６等が接続されている。制御回路２８のＲＯＭには、検体３１ａと試薬３２ａを分注し反応させて検体３１ａを分析する一連の検査プログラム等が記憶されている。制御回路２８は、当該検査プログラムに従って移動装置１１、ステッピングモータ１７、攪拌機構３４、洗浄機構３５、分析部３６等を制御する。
【００３４】
続いて、本実施例の検体検査装置の作用を、図８も参照しながら説明する。図８のフローチャートは、検体検査において制御回路２８が実行する処理手順を示している。
即ち、上記のように試験管たる検体容器３１（図７では模式的に図示）には採取された検体３１ａが収容されており、プランジャポンプ１０は、検体容器３１の上方へ移動して、ノズル１２が検体容器３１中の検体３１ａに浸るように下降する。この状態で、モータ１７の正転により、直交変換機構１８を介してピストン１４が駆動されることで、検体容器３１中の検体３１ａがノズル１２からポンプ室１３ａ内へ吸引される（ステップＳ１１）。この場合、ピストン本体２２が往路を移動することに伴い、隔壁部２４の蛇腹部２４ａが折り畳まれるようにして収縮する。ポンプ室１３ａ内に所定量の検体３１ａが吸引されモータ１７が停止されると、プランジャポンプ１０が上昇し、反応容器３３の上方へ移動した後、下降する。そして、モータ１７の逆転により、直交変換機構１８を介してピストン１４が駆動され、ポンプ室１３ａ内の検体３１ａがノズル１２から反応セルたる反応容器３３に吐出される（ステップＳ１２）。このとき、ピストン本体２２が復路を移動することに伴い蛇腹部２４ａが伸長する。
【００３５】
次いで、プランジャポンプ１０は洗浄機構３５へ移動し、その洗浄槽において洗浄液によりポンプ室１３ａ及びノズル１２が洗浄される（ステップＳ１３）。その後、プランジャポンプ１０は、試験管たる試薬容器３２の上方へ移動して、ノズル１２が試薬容器３２中の試薬３２ａに浸るように下降する。この状態で、モータ１７の正転により、直交変換機構１８を介してピストン１４が駆動されることで、試薬容器３２中の試薬３２ａがノズル１２からポンプ室１３ａ内へ吸引される（ステップＳ１４）。この場合、上記と同様にピストン本体２２が往路を移動することに伴い、隔壁部２４の蛇腹部２４ａが折り畳まれるようにして収縮する。
【００３６】
ポンプ室１３ａ内に所定量の試薬３２ａが吸引されモータ１７が停止されると、プランジャポンプ１０が上昇し、反応容器３３の上方へ移動した後、下降する。そして、モータ１７の逆転により、直交変換機構１８を介してピストン１４が駆動されることで、反応容器３３中の検体３１ａに試薬３２ａが添加される（ステップＳ１５）。このとき、上記と同様にピストン本体２２が復路を移動することに伴い蛇腹部２４ａが伸長する。反応容器３３内の検体３１ａと試薬３２ａは、攪拌機構３４により攪拌され混合することで反応する（ステップＳ１６）。ここで、試薬３２ａと反応させた検体３１ａは、分析部３６において例えば生化学分析等の分析が行われる（ステップＳ１７）。
【００３７】
他方、プランジャポンプ１０は、ステップＳ１５で反応容器３３へ試薬３２ａを吐出した後、ステップＳ１８において、洗浄機構３５によりポンプ室１３ａ及びノズル１２が洗浄され、ステップＳ１１に戻る。本実施例の検体検査装置は、上記ステップＳ１１からステップＳ１８までの一連の動作を１サイクルとし、複数の検体３１ａ（図６では１つのみ図示）について分注及び検査の連続的な実行が可能に構成されている。尚、コンタミネーションの問題が生じない場合には、ノズル１２から検体３１ａ及び試薬３２ａの双方を連続的に吸引することが可能である。
【００３８】
本実施例の検体検査装置によれば、ポンプヘッド１３内でシール材の摩耗粉が検体３１ａや試薬３２ａに混入することがないので反応容器３３へ吐出される検体３１ａや試薬３２ａを汚染する不具合がなく、又、隔壁部２４によりこれら液体３１ａ，３２ａの流出防止を図ることができるので測定精度や信頼性の高いサンプリングを実現できる。更には、隔壁部２４の長寿命化を図ることができるので、検体検査装置全体のメンテナンス費用を抑制することができる。この他、本実施例によれば、隔壁部２４を円筒蛇腹状に形成することにより、ピストン１４のストロークひいては液体（検体３１ａ及び試薬３２ａ）の吸引量（吐出量）を充分に確保することができる等、第１実施例と同様の効果を奏する。
【００３９】
本発明は、検体検査装置に限られず、プランジャポンプを用いて液体を移す分注装置全般に適用できるものである。本発明のピストン１４は、その往復動によってポンプヘッド１３内の容積を変化させるものあればよく、ピストンロッド２１とピストン本体２２を一つの部材で構成してもよいし、ピストンロッド２１とピストン本体２２を同一の径寸法に設定して全体が棒状をなすように構成してもよい。この棒状のピストンの場合、隔壁部２４の一方の鍔部を、径方向内側に突出するように形成することで当該ピストンに嵌合させることが可能となる。このように、隔壁部２４は、ポンプヘッド１３内部側と駆動部１５側とを仕切り且つピストンの往復動に沿って伸縮するものであればよく、その形状は上記のものに限定されるものではない。また、蛇腹部２４ａはピストンロッド２１の周りに配設されるため、ピストンロッド２１外周面とポンプヘッド１３内周面と間の隙間を、蛇腹部２４ａのピッチや、ピストン１４の移動量、液体の吸引量（吐出量）に応じて所望の大きさに設定してもよい。
【００４０】
また、ハウジング１６は、駆動部１５の少なくとも一部を収容するものであればよく、直交変換機構１８とモータ１７の双方を収容するように構成してもよい。上記実施例では、ノズル１２を、吸引口と吐出口を兼ねるように構成したが、ノズル１２に代えてポンプヘッド１３に吸引口と吐出口を別個に設けるようにしてもよい。即ち、これら吸引口および吐出口に夫々逆止弁を配設し、ピストン１４の往復動によってポンプヘッド１３内の容積を変化させることで、液体を吸引口から吸引すると共にこの吸引口とは別の吐出口から吐出するように構成してもよい。このほか、本発明は、要旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施し得る。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１実施例を示すものであり、分注装置全体の模式図
【図２】プランジャポンプの概観斜視図
【図３】プランジャポンプを一部破断して示す概略的な断面図
【図４】ピストン本体の基端部側からの斜視図
【図５】隔壁部を拡大して示す断面図
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、吐出時及び吸引時におけるプランジャポンプの動作を説明するための図で、ポンプ室近傍部を拡大して示す断面図
【図７】本発明の第２実施例を示すものであり、検体検査装置全体の模式図
【図８】検体検査装置における検査プログラムのフローチャート
【符号の説明】
【００４２】
図面中、１は第１容器（液体収容容器）、１ａは第１液（液体）、２は第２容器（液体収容容器）、２ａは第２液（液体）、３は混合容器（別容器）、１０はプランジャポンプ、１２はノズル、１３はポンプヘッド、１４はピストン、１５は駆動部、１６はハウジング、１７はモータ、１８は直交変換機構（伝達機構）、２３ｂは隔壁用嵌合部（嵌合部）、２４は隔壁部、２４ｂは一方の鍔部、２４ｃは他方の鍔部、３１は検体容器（液体収容容器）、３１ａは検体（液体）、３２は試薬容器（液体収容容器）、３２ａは試薬（液体）、３３は反応容器（別容器）である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の吸引と吐出を行うプランジャポンプ、及びこれを用いた分注装置並びに検体検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、プランジャポンプには、ポンプヘッド内でピストンを往復動させることで送液するように構成されたものがある（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載のプランジャポンプにおいて、プランジャ（ピストン）は、駆動源によりピストン運動を与えられ、２つのプランジャシールで摺動しつつポンプヘッド内のポンプ室を往復動する。この場合、ポンプ室の容積がピストンの往復動により変化することでポンプ作用が生じ、ポンプヘッド内への流体の吸引とポンプヘッド外への流体の吐出とが行われるようになっている。また、このプランジャポンプでは、摺動部におけるシールの耐摩耗性を向上させるべく、プランジャシールの材料として母材であるＰＴＦＥにカーボンをファイバ状（繊維状）に混入したものを用いている。
【特許文献１】特開平１１−１５２５７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記プランジャシールは、ポンプ室の液体を封止する役割を担うが、ピストンとの潤滑の目的から完全に液体を止めるものではない。即ち、特許文献１のプランジャポンプでは、ポンプ室の液体の幾分かはピストンの表面を濡らすような形で当該シール後方（つまりポンプ室外方）へ漏出するのである。また、上記の材料を用いたプランジャシールによれば耐摩耗性を向上させることができるが、その内周部はピストンが摺動する以上、摩耗は不可避であり何れはシール性が低下して液体の流出を招く事態が生じうる。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、シール性を高め寿命を延ばすことができるプランジャポンプ、及びこれを用いた分注装置並びに検体検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１のプランジャポンプは、ポンプヘッドと、前記ポンプヘッド内に往復動自在に挿入され、前記往復動によって前記ポンプヘッド内の容積を変化させることにより、前記ポンプヘッド内への流体の吸引と前記ポンプヘッド外への流体の吐出を行うピストンと、前記ピストンを往復動作させるための駆動部と、前記ピストンと前記ポンプヘッドとの間に掛け渡されるように設けられ、前記ポンプヘッド内部側と前記駆動部側とを仕切り且つ前記ピストンの往復動に沿って伸縮する隔壁部とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
請求項６の発明は、前記プランジャポンプを用いて液体収容容器から別容器に液体を移す分注装置であって、前記プランジャポンプは、前記ポンプヘッドにノズルを有し、前記駆動部により前記ピストンを駆動して、前記ノズルから前記ポンプヘッド内へ前記液体収容容器の液体を吸引し、当該ノズルから前記別容器へ液体を吐出するように構成されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項７の発明は、前記プランジャポンプを用いて検体と試薬とを移し、前記検体と試薬とを反応させて前記検体を分析する検体検査装置であって、前記検体及び試薬は、複数の液体収容容器に各別に収容され、前記プランジャポンプは、前記ポンプヘッドにノズルを有し、前記駆動部により前記ピストンを駆動して、前記ノズルから前記ポンプヘッド内へ前記液体収容容器の検体あるいは試薬を吸引し、前記ノズルから反応容器へその吸引した検体あるいは試薬を吐出するように構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１のプランジャポンプによれば、ピストンの往復動に沿って伸縮する隔壁部により、ポンプヘッド内部側と駆動部側とを仕切るため、従来のプランジャシール（パッキン）のようなピストンに対する摺動部を不要とすることができる。このように、隔壁部は、ピストンの摺動によるシール材の摩耗の問題が生じず且つピストンとの潤滑を考慮する必要がないので、流体を漏出させることなくそのシール性を維持することができ、寿命を延ばすことができる。
【０００９】
請求項６の分注装置によれば、ポンプヘッド内でシール材の摩耗粉が流体に混入することがないので、別容器へ吐出される流体を汚染する不具合がない。また、シール材としての隔壁部の長寿命化を図ることができるので、分注装置全体のメンテナンス費用を抑制することができる。更には、隔壁部により液体の流出を防止して、液体の吸引および吐出を安定して行うことができるので、分注の精度を向上させることができる。
【００１０】
請求項７の検体検査装置によれば、反応容器へ吐出される検体や試薬をシール材の摩耗粉により汚染する不具合がなく、又、隔壁部により液体の流出防止を図ることができるので測定精度や信頼性の高いサンプリングを実現できる。更に、隔壁部の長寿命化を図ることができるので、検体検査装置全体のメンテナンス費用を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
＜第１実施例＞
以下、本発明を分注装置に適用した第１実施例について、図１〜図６を参照しながら説明する。図１は分注装置を模式的に示しており、この分注装置は、プランジャポンプにより複数（例えば２つ）の液体収容容器から別容器に流体（液体）を移送するようになっている。即ち、同図に示すように、分注装置は、液体収容容器たる第１容器１に収容された第１液１ａと、第２容器２に収容された第２液２ａとを、別容器たる混合容器３に分注するように構成されていて、これらの液体の吸引及び吐出が可能なプランジャポンプ１０と、このプランジャポンプ１０を水平移動および上下移動させる移動装置（移動手段）１１とを備えている。
【００１２】
ここで、図２はプランジャポンプ１０の概略的な斜視図で、図３ではこれを一部破断して示している。このプランジャポンプ１０は、ノズル１２を有するポンプヘッド１３と、ポンプヘッド１３内に往復動自在に挿入されたピストン１４と、このピストン１４を往復動作させるための駆動部１５とを備えている。
【００１３】
ポンプヘッド１３は略円筒状をなし、内部に液体を収容するポンプ室１３ａが形成されている。このポンプヘッド１３には先端側（図２中、左側）へ突出する比較的径小なパイプ状のノズル１２が一体的に設けられている。このノズル１２は、ポンプ室１３ａへ液体を吸引するための吸引口、及びポンプ室１３ａ外へ液体を吐出するための吐出口として機能する。ポンプヘッド１３の基端側には、ポンプヘッド１３に連なるようにハウジング１６が設けられている。
前記駆動部１５は、例えば、ステッピングモータからなるモータ１７と、このモータ１７の回転運動をピストン１４の往復運動（直線運動）に変換して伝達する伝達機構としての直交変換機構１８とを有する。
【００１４】
詳しい図示は省略するが、直交変換機構１８は例えば、ハウジング１６内に収容されたボールねじから構成されている。このボールねじは、モータ１７の回転軸１７ａにおいて先端部外周面に形成されたボールねじ溝１９ａ（以下、図３参照）を有するねじ軸部１９と、このねじ軸部１９の外周面と対向する内周面にボールねじ溝２０ａを有するナット２０と、このナット２０とねじ軸部１９の両ボールねじ溝１９ａ，２０ａ間に配設された多数のボール（図示略）とを備えている。尚、モータ１７の回転軸１７ａ先端部にボールねじ溝１９ａを設けたが、回転軸１７ａとねじ軸部１９は別部材であってもよい。また、直交変換機構１８は、モータ１７の回転運動をピストン１４の直線運動に変換して伝達するものであればよく、回転軸１７ａに連結されたリードスクリューを用いる等、適宜変更してもよい
ハウジング１６の内部には軸方向に延びるガイド部１６ａ，１６ａ（図２にのみ図示）が設けられており、前記ナット２０はその後端部のフランジ部２０ｂにおいて、当該ガイド部１６ａ，１６ａにより軸方向へ移動可能に支持されている。ここで、直交変換機構１８は、モータ１７の正転により回転軸１７ａ（ねじ軸部１９）が回転すると、ナット２０とその先端部に一体的に設けられたピストン１４とを、軸方向に沿って往路を移動（図３中、右方に移動）させ、モータ１７の逆転によりねじ軸部１９が回転すると、ナット２０とピストン１４を、軸方向に沿って復路を移動（図３中、左方に移動）させる。
【００１５】
ピストン１４は、詳細には図３に示すように、ナット２０の先端部から軸方向に延びるピストンロッド２１と、このロッド２１の先端部に設けられたピストン本体２２とを有する。ピストン本体２２は、その径寸法がピストンロッド２１よりも径大で且つポンプ室１３ａよりも若干、径小となるように設定された円柱状をなしている。このピストン本体２２（ピストン１４）はポンプ室１３ａに挿入され、前記駆動部１５によって、ポンプヘッド１３の内周面と非接触状態で軸方向に往復動自在に移動する。ここで、図４はピストン本体２２の基端部側からの斜視図を示しており、ピストン本体２２の基端面には、ロッド用嵌合部２３ａと隔壁用嵌合部２３ｂとが、軸方向内側へ窪むように設けられている。ロッド用嵌合部２３ａは、ピストンロッド２１の先端部が嵌り込むことでピストンロッド２１に対しピストン本体２２が嵌合保持されるようになっている。隔壁用嵌合部２３ｂは、ロッド用嵌合部２３ａの外周側においてこれと同心の溝状に形成されており、後述する隔壁部２４の端部が嵌合するようになっている。
【００１６】
ハウジング１６の先端側の壁部２５には、中心部に位置してピストンロッド２１が貫通する孔部２５ａ（図６参照）が形成されている。他方、ポンプヘッド１３の基端部には、ポンプ室１３ａの周りに隔壁用段部２６（図６参照）が設けられており、この隔壁用段部２６に、隔壁部２４の他方の端部が配置されている。
【００１７】
図５はこの隔壁部２４を拡大して示す断面図であり、同図に示されるように隔壁部２４は円筒蛇腹（所謂ベローズ）状をなす蛇腹部２４ａと、その両端部に設けられた鍔部２４ｂ，２４ｃとを有する。隔壁部２４は、例えばニトリルゴム（ＮＢＲ）等の可撓性材料からなり、射出成型により蛇腹部２４ａと鍔部２４ｂ，２４ｃとが一体成形されている。このうち一方の鍔部２４ｂは、円筒状に形成されており、ピストン本体２２の隔壁用嵌合部２３ｂに差し込まれて嵌合した状態で、ピストン本体２２基端部で外側からかしめることにより圧潰される。このかしめによって、鍔部２４ｂがピストン本体２２から抜け止め固定されると共に、鍔部２４ｂの全周にわたって水密性及び気密性が確保されている。
【００１８】
他方の鍔部２４ｃは、径方向外側に張り出す中空円板状をなし、隔壁用段部２６において、ポンプヘッド１３の基端部とハウジング１６先端側の壁部２５との間に挟まれて固定されることで、その全周にわたって水密性及び気密性が確保されている。また、これにより、隔壁部２４は、ピストン本体２２とポンプヘッド１３との間に掛け渡されるように設けられ、ポンプヘッド１３の内部側と駆動部１５側（ハウジング１６側）とを仕切り且つピストン本体２２の往復動に沿って伸縮するようになっている。
【００１９】
図１に示す分注装置の制御回路２８は、マイクロコンピュータを主体に構成されており、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ（何れも図示せず）等を有している。この制御回路２８には、前記移動装置１１、ステッピングモータ１７を夫々駆動する駆動回路２９，３０等が接続されている。制御回路２８のＲＯＭには、第１液１ａと第２液２ａを移送するための一連の分注プログラム等が記憶されており、制御回路２８は、当該プログラムに従って移動装置１１、ステッピングモータ１７等を制御するようになっている。
【００２０】
続いて、本実施例の分注装置の作用を、図６も参照しながら説明する。ここで、図６（ａ）及び（ｂ）は、吐出時及び吸引時におけるプランジャポンプ１０の動作を説明するための図で、ポンプ室１３ａ近傍部を拡大して示す断面図である。また、プランジャポンプ１０は、移動装置１１により水平および上下方向へ移動されるものとする。
【００２１】
先ず、プランジャポンプ１０は、第１容器１の上方へ移動して、ノズル１２が第１容器１中の第１液１ａに浸るように下降する。この状態で、モータ１７を正転させると、直交変換機構１８を介してピストン１４が往路を移動（つまりポンプ室１３ａの容積を広げる方向へ移動）することで、第１容器１中の第１液１ａがノズル１２からポンプ室１３ａ内へ吸引される。この場合、ピストン本体２２が先端部側（図６（ａ）参照）から基端部側（図６（ｂ）参照）へ移動することに伴い、隔壁部２４の蛇腹部２４ａが折り畳まれるようにして収縮する。また、ポンプ室１３ａにおいて、ピストン本体２２より右側（図６で右側）の空間Ｓに第１液１ａが満たされても、この第１液１ａは隔壁部２４によって封止されることとなる。
【００２２】
ポンプ室１３ａ内に所定量の第１液１ａが吸引されモータ１７が停止されると、プランジャポンプ１０が上昇し、第２容器２の上方へ移動してノズル１２が第２容器２中の第２液２ａに浸るように下降する。この状態で、モータ１７を再度正転させることにより、直交変換機構１８を介してピストン１４が往路を移動して、第２容器２中の第２液２ａがノズル１２からポンプ室１３ａ内へ吸引される。この場合、ピストン本体２２の移動に伴い、隔壁部２４の蛇腹部２４ａがより収縮しポンプ室１３ａ内でコンパクトに折り畳まれる状態となる。
【００２３】
ポンプ室１３ａ内に所定量の第２液２ａが吸引されモータ１７が停止されると、プランジャポンプ１０は上昇して第２容器２から離間した後、混合容器３の上方へ移動して下降する。この状態で、モータ１７を逆転させると、直交変換機構１８を介してピストン１４が復路を移動（つまりポンプ室１３ａの容積を狭める方向へ移動）することで、ポンプ室１３ａ内の両液１ａ，２ａがノズル１２から混合容器３側へ吐出される。このとき、ピストン本体２２が図６中、左方に移動することに伴い（ａ）に示すように蛇腹部２４ａが伸長する。そして、プランジャポンプ１０は、モータ１７が停止されることにより、その吐出を終える。尚、本実施例の分注装置では、上記した一連の動作を１サイクルとし、プランジャポンプ１０によって複数回の分注及び混合を連続的に行うことができる。また、上記構成によれば、3種類（第３液）以上の液体の移送が可能であり、図示外の多数の液体収容容器から液体を連続して吸引して移送し、或は、吸引及び移送を液体ごとに各別に行うこともできるが、図示及び詳しい説明を省略する。
【００２４】
以上のように本実施例では、隔壁部２４を、ピストン１４とポンプヘッド１３との間に掛け渡されるように設け、ポンプヘッド１３内部側と駆動部１５側とを仕切り且つピストン１４の往復動に沿って伸縮するように構成した。この隔壁部２４によれば、従来のプランジャシール（パッキン）のようなピストンに対する摺動部を不要としながらも、ポンプヘッド１３内部側と駆動部１５側とを仕切るため、ピストンの摺動によるシール材の摩耗の問題を解消することができる。また、従来のプランジャシールとは異なり、そのシール材の摺動部における潤滑を考慮する必要がないので、流体を漏出させることなくシール性を維持することができ、寿命を延ばすことができる。
【００２５】
また、隔壁部２４は可撓性材料からなり、ピストン１４の移動により折り畳まれる円筒蛇腹状に形成されているので、比較的簡単な構成で隔壁部２４をピストン１４の往復動に沿って伸縮させることができる。また、吸引時には蛇腹部２４ａをポンプ室１３ａ内でコンパクトに折り畳むことができると共に、吐出時には蛇腹部２４ａが充分に伸長するためピストン１４のストロークひいては送液量を充分に確保することができる。
【００２６】
隔壁部２４の両端部に夫々鍔部２４ｂ，２４ｃを設け、これら鍔部２４ｂ，２４ｃのうち一方の鍔部２４ｂをピストン１４に固定し、他方の鍔部２４ｃをポンプヘッド１３の駆動部１５側の端部に固定した。これによれば、鍔部２４ｂ，２４ｃを利用してピストン１４とポンプヘッド１３の端部とにわたって隔壁部２４を取付け固定することができ、ポンプヘッド１３内の容積を充分に確保しつつシール性を得ることができる。
【００２７】
プランジャポンプ１０は、駆動部１５の一部を収容し且つポンプヘッド１３に連なるハウジング１６を備え、一方の鍔部２４ｂを、ピストン１４に設けられた嵌合部に嵌合させた状態でかしめにより固定し、他方の鍔部２４ｃを、ポンプヘッド１３とハウジング１６との間に挟み込むようにして固定した。これによれば、比較的簡単な構成でプランジャポンプ１０に対し隔壁部２４を確実に固定することができると共に、夫々の鍔部２４ｂ，２４ｃにおけるシール性を極力高めることができ、ポンプ室１３ａから駆動部１５側への液体の漏出を極力防止することができる。
【００２８】
駆動部１５を、ステッピングモータ１７とこのモータ１７の回転運動をピストン１４の往復運動に変換して伝達する直交変換機構１８とから構成したので、比較的簡単な構成でピストン１４の正確な位置決め制御を実現でき、液体の吸引および吐出を精度良く安定して行うことができる。
【００２９】
本実施例の分注装置では、隔壁部２４により液体の漏出を防止して、液体の吸引と吐出とを安定して行うことができるので、分注の精度を向上させることができる。また、ポンプヘッド１３内でシール材の摩耗粉が液体に混入することがないので、混合容器３へ吐出される流体を汚染する不具合がない。更には、シール材としての隔壁部２４の長寿命化を図ることができるので、シール材の取替え（或はポンプの取替え）頻度を極力少なくして分注装置全体のメンテナンス費用を抑制することができる。
【００３０】
隔壁部２４は、耐久性や弾性に優れたニトリルゴムから構成されているので、プランジャポンプ１０に好適なものとすることができる。この隔壁部２４の材料は、例えば耐薬品性を有する合成樹脂でもよく、移送する液体の性質等に応じて適宜変更してもよい。
【００３１】
＜第２実施例＞
図７及び図８は、本発明の第２実施例を示すものであり、第１実施例と異なるところを説明する。図７は検体検査装置を模式的に示しており、第１実施例と同一部分には同一符号を付している。
【００３２】
この検体検査装置は、検体（例えば血液（血清）や尿）と試薬とを反応させて当該検体を分析するようになっており、検体容器（液体収容容器）３１に収容された検体３１ａと試薬容器（液体収容容器）３２に収容された試薬３２ａとを、別容器たる反応容器３３に分注するように構成されている。また、検体検査装置は、反応容器３３内で検体３１ａと試薬３２ａを攪拌により反応させる攪拌機構３４と、プランジャポンプ１０の洗浄を行う洗浄機構３５と、反応容器３３内の検体３１ａの分析を行う分析部３６とを備えている。詳細な説明は省略するが、洗浄機構３５は、例えば洗浄槽内で洗浄液によりプランジャポンプ１０を洗浄することで前の検体と後の検体との間の汚染（つまりキャリーオーバ乃至コンタミネーション）等を防止する。また、分析機構としての分析部３６は、検体３１ａを検査項目別に測定するものであり、所謂生化学分析等の分析を行うようになっている。
【００３３】
ここで、制御回路２８には、攪拌機構３４，洗浄機構３５を夫々駆動する駆動回路３７，３８が接続されると共に分析部３６等が接続されている。制御回路２８のＲＯＭには、検体３１ａと試薬３２ａを分注し反応させて検体３１ａを分析する一連の検査プログラム等が記憶されている。制御回路２８は、当該検査プログラムに従って移動装置１１、ステッピングモータ１７、攪拌機構３４、洗浄機構３５、分析部３６等を制御する。
【００３４】
続いて、本実施例の検体検査装置の作用を、図８も参照しながら説明する。図８のフローチャートは、検体検査において制御回路２８が実行する処理手順を示している。
即ち、上記のように試験管たる検体容器３１（図７では模式的に図示）には採取された検体３１ａが収容されており、プランジャポンプ１０は、検体容器３１の上方へ移動して、ノズル１２が検体容器３１中の検体３１ａに浸るように下降する。この状態で、モータ１７の正転により、直交変換機構１８を介してピストン１４が駆動されることで、検体容器３１中の検体３１ａがノズル１２からポンプ室１３ａ内へ吸引される（ステップＳ１１）。この場合、ピストン本体２２が往路を移動することに伴い、隔壁部２４の蛇腹部２４ａが折り畳まれるようにして収縮する。ポンプ室１３ａ内に所定量の検体３１ａが吸引されモータ１７が停止されると、プランジャポンプ１０が上昇し、反応容器３３の上方へ移動した後、下降する。そして、モータ１７の逆転により、直交変換機構１８を介してピストン１４が駆動され、ポンプ室１３ａ内の検体３１ａがノズル１２から反応セルたる反応容器３３に吐出される（ステップＳ１２）。このとき、ピストン本体２２が復路を移動することに伴い蛇腹部２４ａが伸長する。
【００３５】
次いで、プランジャポンプ１０は洗浄機構３５へ移動し、その洗浄槽において洗浄液によりポンプ室１３ａ及びノズル１２が洗浄される（ステップＳ１３）。その後、プランジャポンプ１０は、試験管たる試薬容器３２の上方へ移動して、ノズル１２が試薬容器３２中の試薬３２ａに浸るように下降する。この状態で、モータ１７の正転により、直交変換機構１８を介してピストン１４が駆動されることで、試薬容器３２中の試薬３２ａがノズル１２からポンプ室１３ａ内へ吸引される（ステップＳ１４）。この場合、上記と同様にピストン本体２２が往路を移動することに伴い、隔壁部２４の蛇腹部２４ａが折り畳まれるようにして収縮する。
【００３６】
ポンプ室１３ａ内に所定量の試薬３２ａが吸引されモータ１７が停止されると、プランジャポンプ１０が上昇し、反応容器３３の上方へ移動した後、下降する。そして、モータ１７の逆転により、直交変換機構１８を介してピストン１４が駆動されることで、反応容器３３中の検体３１ａに試薬３２ａが添加される（ステップＳ１５）。このとき、上記と同様にピストン本体２２が復路を移動することに伴い蛇腹部２４ａが伸長する。反応容器３３内の検体３１ａと試薬３２ａは、攪拌機構３４により攪拌され混合することで反応する（ステップＳ１６）。ここで、試薬３２ａと反応させた検体３１ａは、分析部３６において例えば生化学分析等の分析が行われる（ステップＳ１７）。
【００３７】
他方、プランジャポンプ１０は、ステップＳ１５で反応容器３３へ試薬３２ａを吐出した後、ステップＳ１８において、洗浄機構３５によりポンプ室１３ａ及びノズル１２が洗浄され、ステップＳ１１に戻る。本実施例の検体検査装置は、上記ステップＳ１１からステップＳ１８までの一連の動作を１サイクルとし、複数の検体３１ａ（図６では１つのみ図示）について分注及び検査の連続的な実行が可能に構成されている。尚、コンタミネーションの問題が生じない場合には、ノズル１２から検体３１ａ及び試薬３２ａの双方を連続的に吸引することが可能である。
【００３８】
本実施例の検体検査装置によれば、ポンプヘッド１３内でシール材の摩耗粉が検体３１ａや試薬３２ａに混入することがないので反応容器３３へ吐出される検体３１ａや試薬３２ａを汚染する不具合がなく、又、隔壁部２４によりこれら液体３１ａ，３２ａの流出防止を図ることができるので測定精度や信頼性の高いサンプリングを実現できる。更には、隔壁部２４の長寿命化を図ることができるので、検体検査装置全体のメンテナンス費用を抑制することができる。この他、本実施例によれば、隔壁部２４を円筒蛇腹状に形成することにより、ピストン１４のストロークひいては液体（検体３１ａ及び試薬３２ａ）の吸引量（吐出量）を充分に確保することができる等、第１実施例と同様の効果を奏する。
【００３９】
本発明は、検体検査装置に限られず、プランジャポンプを用いて液体を移す分注装置全般に適用できるものである。本発明のピストン１４は、その往復動によってポンプヘッド１３内の容積を変化させるものあればよく、ピストンロッド２１とピストン本体２２を一つの部材で構成してもよいし、ピストンロッド２１とピストン本体２２を同一の径寸法に設定して全体が棒状をなすように構成してもよい。この棒状のピストンの場合、隔壁部２４の一方の鍔部を、径方向内側に突出するように形成することで当該ピストンに嵌合させることが可能となる。このように、隔壁部２４は、ポンプヘッド１３内部側と駆動部１５側とを仕切り且つピストンの往復動に沿って伸縮するものであればよく、その形状は上記のものに限定されるものではない。また、蛇腹部２４ａはピストンロッド２１の周りに配設されるため、ピストンロッド２１外周面とポンプヘッド１３内周面と間の隙間を、蛇腹部２４ａのピッチや、ピストン１４の移動量、液体の吸引量（吐出量）に応じて所望の大きさに設定してもよい。
【００４０】
また、ハウジング１６は、駆動部１５の少なくとも一部を収容するものであればよく、直交変換機構１８とモータ１７の双方を収容するように構成してもよい。上記実施例では、ノズル１２を、吸引口と吐出口を兼ねるように構成したが、ノズル１２に代えてポンプヘッド１３に吸引口と吐出口を別個に設けるようにしてもよい。即ち、これら吸引口および吐出口に夫々逆止弁を配設し、ピストン１４の往復動によってポンプヘッド１３内の容積を変化させることで、液体を吸引口から吸引すると共にこの吸引口とは別の吐出口から吐出するように構成してもよい。このほか、本発明は、要旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施し得る。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１実施例を示すものであり、分注装置全体の模式図
【図２】プランジャポンプの概観斜視図
【図３】プランジャポンプを一部破断して示す概略的な断面図
【図４】ピストン本体の基端部側からの斜視図
【図５】隔壁部を拡大して示す断面図
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、吐出時及び吸引時におけるプランジャポンプの動作を説明するための図で、ポンプ室近傍部を拡大して示す断面図
【図７】本発明の第２実施例を示すものであり、検体検査装置全体の模式図
【図８】検体検査装置における検査プログラムのフローチャート
【符号の説明】
【００４２】
図面中、１は第１容器（液体収容容器）、１ａは第１液（液体）、２は第２容器（液体収容容器）、２ａは第２液（液体）、３は混合容器（別容器）、１０はプランジャポンプ、１２はノズル、１３はポンプヘッド、１４はピストン、１５は駆動部、１６はハウジング、１７はモータ、１８は直交変換機構（伝達機構）、２３ｂは隔壁用嵌合部（嵌合部）、２４は隔壁部、２４ｂは一方の鍔部、２４ｃは他方の鍔部、３１は検体容器（液体収容容器）、３１ａは検体（液体）、３２は試薬容器（液体収容容器）、３２ａは試薬（液体）、３３は反応容器（別容器）である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプヘッドと、
前記ポンプヘッド内に往復動自在に挿入され、前記往復動によって前記ポンプヘッド内の容積を変化させることにより、前記ポンプヘッド内への流体の吸引と前記ポンプヘッド外への流体の吐出を行うピストンと、
前記ピストンを往復動作させるための駆動部と、
前記ピストンと前記ポンプヘッドとの間に掛け渡されるように設けられ、前記ポンプヘッド内部側と前記駆動部側とを仕切り且つ前記ピストンの往復動に沿って伸縮する隔壁部とを備えたことを特徴とするプランジャポンプ。
【請求項２】
前記隔壁部は、可撓性材料からなり、前記ピストンの移動により折り畳まれる円筒蛇腹状に形成されていることを特徴とする請求項１記載のプランジャポンプ。
【請求項３】
前記隔壁部の両端部に夫々鍔部を設け、これら鍔部のうち一方の鍔部を前記ピストンに固定し、他方の鍔部を前記ポンプヘッドの前記駆動部側の端部に固定したことを特徴とする請求項１または２記載のプランジャポンプ。
【請求項４】
前記駆動部の少なくとも一部を収容し前記ポンプヘッドに連なるハウジングを備え、
前記一方の鍔部を、前記ピストンに設けられた嵌合部に嵌合させた状態でかしめにより固定し、
前記他方の鍔部を、前記ポンプヘッドと前記ハウジングとの間に挟み込むようにして固定したことを特徴とする請求項３記載のプランジャポンプ。
【請求項５】
前記駆動部を、モータとこのモータの回転運動を前記ピストンの往復運動に変換して伝達する伝達機構とから構成したことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のプランジャポンプ。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載のプランジャポンプを用いて液体収容容器から別容器に液体を移す分注装置であって、
前記プランジャポンプは、前記ポンプヘッドにノズルを有し、前記駆動部により前記ピストンを駆動して、前記ノズルから前記ポンプヘッド内へ前記液体収容容器の液体を吸引し、当該ノズルから前記別容器へ液体を吐出するように構成されていることを特徴とする分注装置。
【請求項７】
請求項１乃至５の何れかに記載のプランジャポンプを用いて検体と試薬とを移し、前記検体と試薬とを反応させて前記検体を分析する検体検査装置であって、
前記検体及び試薬は、複数の液体収容容器に各別に収容され、
前記プランジャポンプは、前記ポンプヘッドにノズルを有し、前記駆動部により前記ピストンを駆動して、前記ノズルから前記ポンプヘッド内へ前記液体収容容器の検体あるいは試薬を吸引し、前記ノズルから反応容器へその吸引した検体あるいは試薬を吐出するように構成されていることを特徴とする検体検査装置。
【請求項１】
ポンプヘッドと、
前記ポンプヘッド内に往復動自在に挿入され、前記往復動によって前記ポンプヘッド内の容積を変化させることにより、前記ポンプヘッド内への流体の吸引と前記ポンプヘッド外への流体の吐出を行うピストンと、
前記ピストンを往復動作させるための駆動部と、
前記ピストンと前記ポンプヘッドとの間に掛け渡されるように設けられ、前記ポンプヘッド内部側と前記駆動部側とを仕切り且つ前記ピストンの往復動に沿って伸縮する隔壁部とを備えたことを特徴とするプランジャポンプ。
【請求項２】
前記隔壁部は、可撓性材料からなり、前記ピストンの移動により折り畳まれる円筒蛇腹状に形成されていることを特徴とする請求項１記載のプランジャポンプ。
【請求項３】
前記隔壁部の両端部に夫々鍔部を設け、これら鍔部のうち一方の鍔部を前記ピストンに固定し、他方の鍔部を前記ポンプヘッドの前記駆動部側の端部に固定したことを特徴とする請求項１または２記載のプランジャポンプ。
【請求項４】
前記駆動部の少なくとも一部を収容し前記ポンプヘッドに連なるハウジングを備え、
前記一方の鍔部を、前記ピストンに設けられた嵌合部に嵌合させた状態でかしめにより固定し、
前記他方の鍔部を、前記ポンプヘッドと前記ハウジングとの間に挟み込むようにして固定したことを特徴とする請求項３記載のプランジャポンプ。
【請求項５】
前記駆動部を、モータとこのモータの回転運動を前記ピストンの往復運動に変換して伝達する伝達機構とから構成したことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のプランジャポンプ。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載のプランジャポンプを用いて液体収容容器から別容器に液体を移す分注装置であって、
前記プランジャポンプは、前記ポンプヘッドにノズルを有し、前記駆動部により前記ピストンを駆動して、前記ノズルから前記ポンプヘッド内へ前記液体収容容器の液体を吸引し、当該ノズルから前記別容器へ液体を吐出するように構成されていることを特徴とする分注装置。
【請求項７】
請求項１乃至５の何れかに記載のプランジャポンプを用いて検体と試薬とを移し、前記検体と試薬とを反応させて前記検体を分析する検体検査装置であって、
前記検体及び試薬は、複数の液体収容容器に各別に収容され、
前記プランジャポンプは、前記ポンプヘッドにノズルを有し、前記駆動部により前記ピストンを駆動して、前記ノズルから前記ポンプヘッド内へ前記液体収容容器の検体あるいは試薬を吸引し、前記ノズルから反応容器へその吸引した検体あるいは試薬を吐出するように構成されていることを特徴とする検体検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−２７５５８１（Ｐ２００９−２７５５８１Ａ）
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１２７１７８（Ｐ２００８−１２７１７８）
【出願日】平成２０年５月１４日（２００８．５．１４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月１４日（２００８．５．１４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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