JP2007218909A - Ｎｍｒ装置内で試料バイアルを保持し移送するための試料ホルダ及びｎｍｒ試料バイアルの自動交換用の自動供給装置及びその操作方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＮＭＲ試料バイアルを交換するための自動供給装置における試料ホルダを提供する。
【解決手段】外部シェル４と、外部シェルの内部に配置されて、試料バイアルを受けるための、その軸に沿って延びる連続中空空間とを備え、核磁気共鳴装置内部で試料バイアル１を固定して移送するための試料ホルダで、オン・オフを切り替えることのできるクランプ装置、及びスイッチ要素６が、中空空間の内部に設けられており、作動状態において、クランプ装置は、試料ホルダ中に導入された試料バイアルを固定し、スイッチ要素は外部から操作することが可能であり、クランプ装置は、スイッチ要素を使用して非作動にされて、非作動状態において、試料ホルダ中に挿入されるか、又はそれから取り外された試料バイアルが固定されないようにする。非常に小型の構造を有し、わずかなスペースを使用して装着できるＮＭＲ試料バイアルを交換するための自動供給装置を実現できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、外部シェルと、この外部シェル内部に配置されると共にその軸に沿って延びる、試料バイアルを受け入れるための中空空間とを備える、ＮＭＲ装置内部で試料バイアルを保持し移送するための試料ホルダ、及び本発明の試料ホルダを備える、ＮＭＲ試料バイアルの自動交換用の自動供給装置、及びその操作方法に関する。

この種の試料ホルダは、米国特許第６，６８６，７４０Ｂ２号明細書に開示されている。

ＮＭＲ分光分析法、特にその工業応用においては、人員を低減するとともに非常に高価なＮＭＲ分光器の稼働率を向上させるために、多数のＮＭＲ試料を自動的、すなわち人手の助けなしに計測しなければならない。

そのような自動化装置は、一般に、計測物質をその中に収容する、計測しようとするＮＭＲ試料バイアルを収容する試料コンテナ、試料バイアルを収容する試料ホルダを把持して、それをＮＭＲ磁石の室温ボア（ｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｂｏｒｅ）（ＲＴボア）の上端まで移送する移送装置、又は試料バイアルを試料コンテナから取り外して、それを試料ホルダ中に試料バイアルを挿入する供給装置まで移送する移送ロボットを備えており、この移送ロボットは、次いで、試料バイアルを含む試料ホルダをＲＴボアの上端まで移送し、そこで試料バイアルを含む試料ホルダは、空気クッション装置により受け止められて、空気クッション上をＲＴボアの上端からＲＴボアの内部の計測チャンバへと移送され、計測後にＲＴボアの上端へと戻される。

空気クッション装置は、プローブヘッド（ｐｒｏｂｅ ｈｅａｄ）を受け止めて固定することのできる「ドッキング装置」（ドックユニット）と緊密に協働する。ドックユニットは、ＲＴボア内部に位置して、その全長に沿って延びている。ドックユニットは、ＲＴシム（ｓｈｉｍ）システム及び任意の傾斜磁場コイル（ｇｒａｄｉｅｎｔ ｃｏｉｌｓ）を収容するとともに、その下端に、所望のプローブヘッドをその中に挿入して固定することのできる円筒開口を有する。ドックユニットの上部は、その上端で外部に開くと共に、それを通って試料バイアルを計測チャンバまで移送することのできる開口を備える円筒チューブを有する。ドックユニットにおいて、圧縮空気が下方に供給されて、これが空気タービンによって試料バイアルを回転させるとともに、空気クッション装置のための空気流も生成する。この空気は、ドックユニットの上端の円筒開口に導かれるチューブに沿って上方に流れて、外部に脱出する。

試料ホルダの最大外部寸法は、空気クッション装置の適正な機能のために重要である。試料ホルダは、過剰な量の空気が側部に抜け出るのを防止するために、ドックユニットの上部開口の中に、遊びなく嵌合されなくてはならない。これによって、試料ホルダの下に、試料バイアルを含む試料ホルダがその上に支持されて、空気圧を減少又は増加させることによって下方及び上方にスライドする、空気クッションが生成される。

任意の試料バイアル直径に対して対応する試料ホルダがあり、この試料ホルダは、その外部寸法が好ましくは、試料バイアルの直径に関係なく同一となるように構築される。

いわゆる「スピナー（ｓｐｉｎｎｅｒｓ）」及び「シャトル（ｓｈｕｔｔｌｅｓ）」が、現在、試料ホルダとして使用されている。スピナーにおいて、試料バイアルは、スピナー中に剛直に締付けられており、このスピナーは、ドックユニットの上部開口中に遊びなく挿入することができるとともに、正確にドックユニットの空気タービン上に載るように形成される。それによって試料バイアルは、適正に設置されて芯合わせされる。必要な場合には、静的磁場Ｂ_０における不均質性（ｉｎｈｏｍｏｇｅｎｅｉｔｉｅｓ）を相殺するために、スピナーを含む試料バイアルを、空気タービンを用いて回転させてもよい。しかしながら、これには、スピナー及び試料バイアルが非常に高度な軸対称性を有し、それらの対称軸が正確に重なって配置されて、安定な回転軸のまわりの回転を生成することが必要である。

米国特許第６，６８６，７４０Ｂ２号明細書の装置においては、その直径が好ましくは１から３ｍｍの間の範囲である試料バイアルが、シャトル内に締付けられずに配置され、試料バイアルの上部開口を閉止するスリーブ（ｓｌｅｅｖｅ）がシャトル内部の肩部の上に載せられる。このため、試料バイアルは、シャトルから下に落下することができない。シャトル内で試料バイアルを緩く設置することによって、軸の横方向及び下方の可撓性をもたらし、このことによって、計測チャンバ中への移送中に試料バイアルを破損する危険性がかなり低減する。シャトルの外径はまた、ドックユニットの上部開口にほとんど遊びなくシャトルを挿入できるように寸法決めされる。この場合には、試料バイアルに回転を与えない。シャトルの外形は、好ましくは、スピナーの外形と同じになるように選択され、それによって両試料ホルダ、スピナー及びシャトルが、ドックユニットの空気タービン上に適切に支持されるようにする。

また、計測物質が蒸発するのを防止するために、試料バイアルの頂部におけるスリーブを使用して、外部から試料バイアル内部の計測物質を気密封止してもよい。それによって、スリーブの上部表面上に識別コード（例えば、ＤＯＴマトリックスコード）を貼り付けることも可能になる。そのような識別コードは、それが計測中に必要とされるＮＭＲパラメータの調整を規定するので、自動化試料交換に対して非常に便利である。

ＮＭＲ試料バイアルを変更するための従来型装置のあるものでは、計測しようとする各試料バイアルは、最初に、試料バイアルがその中に挿入される、１つの個別の試料ホルダ（スピナー又はシャトルのいずれか）と手作業で対応づけられる。続いて、移送装置が試料バイアルを含む試料ホルダの１つを試料コンテナからドッキングユニットの上部出口へと移動させて、そこで、試料ホルダは、空気クッション装置によって計測領域内に移送される。

これらの装置は、以下のような重大な欠点を有する。試料ホルダ及び試料バイアルからなるユニットは保管場所を必要とし、この保管場所は、試料バイアル単独よりも最大２５倍大きいので、試料コンテナを非常に大きくするか、又は設けるユニットの数を少なくすることが必要であり、このことは非常に不利である。さらに、各試料バイアルには、それ自体の試料ホルダが必要であり、その結果として、多数の「スピナー」又は「シャトル」を設けなくてはならず、これには比較的高いコストがかかる。

さらに、試料バイアルを含む試料ホルダの手動供給には、時間がかかり、スタッフに対する余分な負荷となり、したがって自動化操作を最適化するために、それを行わないようにする必要がある。

これらの欠点を回避するために、最近の装置は、試料バイアルを含む試料ホルダを自動的に供給するとともに、試料バイアルを含む試料ホルダを、空気クッション装置へと転送する。供給は、制御された供給ロボットによって行われる。この供給ロボットは、試料バイアルだけを収容する試料コンテナから、個々の試料バイアルを把持して、それを上方から試料ホルダ中に挿入する。試料ホルダが従来型のスピナーである場合には、試料バイアルは、スピナーの内部に位置して試料バイアルを固定するように設計された、ゴムリング又はその他の受動型クランプ装置（ｐａｓｓｉｖｅ ｃｌａｍｐｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）を強制的に通過させなければならない。それによって相当の摩擦力が、試料バイアルとクランプ装置の間で生成される。続いて供給ロボットは、試料バイアルを含む試料ホルダを移送装置へと転送し、この移送装置は、このユニットを磁石のＲＴボアの上方の空気クッション上に配置して、空気クッション装置によってさらなる操作が行われる。

計測の後に、試料バイアルを含む試料ホルダは、空気クッション装置によって頂部に移送され、移送装置によって引き取られ、それによって供給ロボットに戻されて、供給ロボットは試料ホルダから試料バイアルを取り外す。この工程は、従来型のスピナーが使用される場合には、相当の摩擦力を伴う。供給ロボットがこの工程を、試料バイアルの上端を剛直に締付け、次いで試料バイアルをスピナーから引き抜くことによって実施する場合には、試料バイアルは容易に破損する可能性がある。この理由で、供給ロボットは、一回の上方押出し動作によって試料バイアルをゴムリング又は受動クランプ装置から押し出すために、試料バイアルの下端にアクセスすることが必要である。続いて、ロボットは再び上方に動いて、締付けられていない試料バイアルを把持して、それを試料ホルダに戻す必要がある。

上記の装置においては、したがって、試料バイアルがそれぞれ１回の押出し操作によって挿入且つ取出しされることが重要であり、それは、この方法によってのみ、試料バイアルが破損するか、又は把持器がすべってチューブから外れる危険性を最小化できるからである。

これらの装置は、以下の欠点を有する。供給ロボットは、試料バイアルを下方からの１回の押出し動作によってスピナーの締付け操作から解放するために、試料バイアルをスピナーから取り外すときに、試料バイアルの下端にアクセスしなくてはならない。

試料バイアルを試料コンテナから供給装置に移送する役割もある供給ロボットに加えて、この装置は、移送装置も必要とし、したがって合計２つの自動化システムを必要とする。

さらに、全体装置は大きなスペースに加えて、それ自体の、時として非常に大型の組立フレームを必要とする。

これらの装置はさらに、試料ホルダとして手動操作に使用されるような従来型のスピナーを使用するか、又はその機能が従来型スピナーの機能と類似するスピナーを使用し、これはさらに以下のような欠点を有する。試料チューブをそのようなスピナーに挿入するのに、装置が必要とする力は比較的大きい。この力は、スピナーと試料バイアルとの間の高い接触圧力の結果であり、試料バイアルは、適正な回転を確実にするために、試料チューブの対称軸とスピナーの対称軸との間の高精度の一致を得ることが必要とされる。この大きな接触圧力によって、スピナーと試料バイアルとの間に大きな摩擦力が生成されて、特に、供給ロボットを有して同一直径の全試料バイアルに対して単一のスピナーを必要とする上記第２の装置のスピナーが磨耗する。

本発明の根底的な目的は、上記の欠点を回避し、非常に小型の構造を有し、且つわずかなスペースで装着することのできる、ＮＭＲ試料バイアルを交換するための自動供給装置における試料ホルダを提供することである。

この目的は、本発明によれば、解放可能なクランプ装置と中空空間内部のスイッチ要素とを有する試料ホルダによって達成される。この試料ホルダは、作動状態において、クランプ装置は、試料ホルダ中に挿入された試料バイアルを固定し、スイッチ要素は外部から作動させることが可能であり、クランプ装置はスイッチ要素によって非作動にすることが可能であり、それによって非作動状態においては、試料ホルダに挿入された試料バイアルが固定されない。

１つの特に好ましい実施の形態においては、クランプ装置は、弾性ブレード（ｅｌａｓｔｉｃ ｂｌａｄｅ）に連結された装着リングを備え、この弾性ブレードはその両端にクランプ取付け具を有し、このクランプ装置は装着リングによって試料ホルダの中空空間内に固定されており、クランプ装置のクランプ取付け具は、外部シェルの内部円錐伝達表面（ｉｎｎｅｒ ｃｏｎｉｃａｌ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｓｕｒｆａｃｅｓ）を介してスイッチ要素によって軸方向にずらすことが可能であり、それによってクランプ取付け具を半径方向にそらせるとともに、クランプ装置を作動させることができる。

装置の操作を容易にするために、クランプ装置は、試料ホルダの上縁から軸方向に有利に移動させることができる。

好ましい実施の形態において、外部シェルの中空空間内部に配置されて、スイッチ要素の軸方向変位をクランプ装置に伝達する、伝達ピン（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｐｉｎ）が設けられる。

簡単ではあるが特に有効な一実施形態においては、外部シェルの下部肩部とクランプ装置の装着リングとの間に配置されて、クランプ装置を作動させるための力を提供する、スプリング要素が設けられて、スプリング要素が装着リングにかける力は、スイッチ要素を作動させることによってクランプ装置に作用する力を打ち消す。

このスプリング要素は有利にはゴムリングを備える。

試料バイアルを含む試料ホルダの回転中のバランス誤差を避けるため、及び試料バイアルに均一に作用する締付け力を実現するために、試料ホルダの各構造部材は、試料ホルダの軸のまわりに対称に有利に配置される。

特に好ましい実施の形態においては、クランプ装置の自由内部空間は、試料バイアルの外径に適合されている。特に好ましくは、中空空間の内径が、変更されたクランプ装置の新規の寸法にさらに適合される。このようにして、装置の保持力を低下させることなく異なる外径の試料バイアルを使用することができる。

スイッチ要素は、好ましくはその下端に、試料バイアルの閉止スリーブがそれに当接することのできる肩部を有する。

試料ホルダは、好ましくはスピナー又はシャトルとして設計される。

本発明のさらに別の観点は、ＮＭＲ装置用の小型の自動化供給装置を実現することである。これは、供給工程中に供給装置の下部領域へのアクセスが必要でないことによって達成される。そのような供給装置は、本発明の試料ホルダと、試料バイアルを試料コンテナから取り外すとともに、試料バイアルを試料ホルダに供給、挿入するとともに、そこから取り外すロボットと、試料ホルダをその中に配置して、それによって固定することのできる固定装置とで構成される。

供給工程中に下方からの供給装置へのアクセスが必要ではないので、固定装置は、好ましくは、ＮＭＲ装置の低温保持装置（ｃｒｙｏｓｔａｔ）の真上でＮＭＲ装置の室温ボア内に配置されたドックユニットの上端に装着される。

本発明の自動化供給装置の特に好ましい実施の形態において、固定装置は、スイッチ要素と試料ホルダの外部シェルのための止め具として第１のスライダと、第１の空圧シリンダとを有し、第１のスライダは、第１の空気圧シリンダによって水平方向に移動させることができる。これによって、試料ホルダの交換が容易になる。

特に有利な方法において、固定装置は第２のスライダと第２の空気圧シリンダとを有し、第２のスライダは、第２の空気圧シリンダによって水平方向に移動させて、第２のスライダが半径方向内側方向に移動されるときに、第２のスライダが試料ホルダの外部シェルの外部円錐表面と接触するようにすることができる。このようにして、試料ホルダを固定且つ解放することができる。

特別な実施の形態において、固定装置の空気圧シリンダは自動的に制御可能である。

本発明はまた、上記した本発明の自動化供給装置を使用して、ＮＭＲ装置に供給する方法に関し、この方法においては、ロボットは計測物質を収容する試料バイアルを試料コンテナから取り外し、それを、試料バイアルの軸が試料ホルダの軸と一致するように、試料ホルダ中に挿入し、試料バイアルを試料ホルダ中に設置した後に、第２のスライダが水平方向において半径方向外向きに移動され、それによって第２のスライダと試料ホルダの外部シェルの外部円錐表面との間の接触が解放されて、試料ホルダが重力によって下方に動き、試料ホルダの外部シェルとクランプ装置の装着リングの間のスプリング要素が緩められて、クランプ装置に作用するスプリング要素の上向きの力によってクランプ取付け具が内部円錐伝達表面に対して押し付けられて、半径方向内向きにそらされ、それによって試料バイアルはクランプ装置に固定される。

さらに、本発明の利点は、説明と図面とから導き出すことができる。上記及び下記の機能は、個別に、又は任意の組合せの集合として使用することができる。提示して説明する実施形態は、完全な列挙として理解すべきではなく、本発明を説明するための例示的な特性を有する。

本発明の装置の根底的な目的は、非常に小型の構造を有し、したがって低温保持装置の上部領域内に完全に装着することのできる、ＭＮＲ試料バイアルの自動交換のための操作システムを実現することである。この狙いを得るためのキー要素は、専用に構築された供給装置（供給機）であって、この装置においては、ロボットは供給中に供給機の下部領域にアクセスする必要がない。この理由で、供給機は、低温保持装置のＲＴボアの真上に装着することができ、これによって必要なスペースが相当に減少する。

ロボット及びプローブコンテナもわずかなスペースしか必要としないので、それらも、低温保持装置の上方で、供給機に接近して装着又は配置することができる。このようにして、大きな組立フレームを必要としない、全体的に小型の供給システムが生成される。

供給機は、専用に構築された本発明の試料ホルダを保持又は解放するとともに、試料ホルダ内部でクランプ装置のオン・オフを切り替える簡易制御システムを有する固定装置からなる。

本発明の試料ホルダは、「スピナー」又は「シャトル」として設計して、既存のドックユニット及びプローブヘッドとの整合性問題を防止するために、試料バイアルの直径及び使用目的、すなわちそれを「スピナー」として、又は「シャトル」として使用するかに応じて、内部寸法は異なるが外部寸法は同一としてもよい。

本発明の試料ホルダは、その回転軸に沿って延びるとともに、外部からオン・オフを切り替えることのできる機械式クランプ装置がその中に収容される、内部連続中空空間を有する。このクランプ装置は、試料バイアル（非作動状態）を解放するか、又はそれを精密に保持し、それによって、試料ホルダの軸と試料バイアルの軸とを最適な精度で一致させる（作動状態）。クランプ装置は、試料ホルダの中空空間に位置するスイッチ要素６を使用してオン・オフを切り替えられ、スイッチ要素６は、外部から軸方向に変位させることが可能であるとともに、試料ホルダの上縁から操作して、軸方向変位をクランプ装置に伝達することができる。クランプ装置は、軸方向変位を、円錐伝達表面５を介してそのクランプ取付け具９ｃの半径方向変位に変換して、試料バイアルを保持又は解放する。

スイッチ要素６の軸方向変位は、軸方向ボアを経由し上部円錐表面５を介してクランプ装置への連結をもたらす、いくつかの伝達ピン８ａ、８ｅを経由してクランプ装置に伝達される。

試料バイアルを保持するためにクランプ装置が必要とする力は、好ましくはスプリング要素１０によって供給され、このスプリング要素は、好ましくは、ゴムリングで構成される。

試料ホルダに関連する全構成要素は、試料ホルダの回転軸と一致する共通対称軸を有するか、又はいくつかの群の構造構成要素が使用される場合（例えば、伝達ピン８ａ、８ｅ）には、個々の構造部材は、試料ホルダの回転軸のまわりに対称且つ均一に配置される。

図１及び図２は、試料ホルダの好ましい実施の形態を示す。図１は、スイッチでオンにされたクランプ装置を備える試料ホルダを示し、図２は、スイッチでオフにされたクランプ装置を備える場合を示している。試料ホルダの主要な構成要素は以下のものである。

１．２つのベベル加工表面（ｂｅｖｅｌｌｅｄ ｓｕｒｆａｃｅｓ）５をその内部中空空間に有する外部シェル４。

２．装着リング９ａ、弾性ブレード９ｂ、及びブレード９ｂの両端に位置する取付け具９ｃからなるクランプ装置。クランプ装置がスイッチでオンにされると、これらの取付け具は、試料バイアルと外部シェル４の間で締付けられて、それによってこれらの２つの部品間の強固な連結が得られる。

３．その下端に肩部７を有するスイッチ要素６。このスイッチ要素は、試料ホルダ内部の試料バイアルの位置を、閉止スリーブ２を使用して画定するとともに、試料バイアルが試料ホルダから出て落下するのも防止する。

４．外部シェル４に対するスイッチ要素６の軸変位を装着リング９ａに伝達し、装着リング９ａが常に、スイッチ要素６と軸方向に同期して動くようにする、伝達ピン８ａ、８ｅ。

５．クランプ装置がスイッチでオンにされたときに、試料バイアルを締付けるのに必要な力を生成しなければならないスプリング要素１０。

スイッチ要素６が解放されて、クランプ装置（図１）をスイッチでオンにすると、すなわちそれに作用する外部の力がなくなると、そのためにスプリング要素１０のスプリング効果によって、装着リング９ａに上向きの力がかかる。これによって、ベベル加工表面５と試料バイアルとの間の取付け具９ｃに力がかかり、これによって、試料バイアルと外部シェル４の間に、所望の堅固な連結が生成される。

クランプ装置をスイッチでオフにするために、スイッチ要素６は、下方に外部シェル４中へと押し込まれる。伝達ピン８ａ〜８ｅは、この動きを装着リング（ｍｏｕｎｔｉｎｇ ｒｉｎｇ）９に伝達し、装着リング９はそれによって下方に押されて、取付け具９ｃを円錐表面５から取り外す。それによって試料バイアルと外部シェル４の間の接触は解除されて、試料バイアルは解放される。

図２は、クランプ装置をスイッチでオフにするための好ましい手順を示す。それは、個々の部品の相互の運動の観点において、上記の手順と厳密に対応する。図２において、伝達ピン８ａ、８ｅ及び装着リング９を含むスイッチ要素６は、一定位置に保持され、外部シェル４だけがスライダ１２ａ、１２ｂを介して上方に押される。それによって、円錐表面５は取付け具９ｃから取り外されて、試料バイアルと外部シェル４の間の接触は中断されて、試料バイアルが解放される。

図３は、本発明の固定装置の好ましい一実施形態を示す。２つの空気圧シリンダ１４ａ、１４ｂは、２つのスライダ１１ａ、１１ｂを作動させ、これらのスライダは、スイッチ要素６及び外部シェル４の止め具を画定する。これらの２つのスライダは通常、延長された状態にあり、試料ホルダを交換する必要があるとき（例えば、「スピナー」と「シャトル」の間の変更のため、又は別の試料バイアル直径が望ましいとき）にのみ、元に戻される。

２つの空気圧シリンダ１５ａ、１５ｂは、２つのスライダ１２ａ、１２ｂを作動させて、これらのスライダは、外部円錐表面を介して外部シェル４に２つのスライダ１１ａ、１１ｂの方向の力をかける。

供給及び取外し工程を以下の個々のステップで説明する。

１．初期状態：空の試料ホルダは固定装置内に位置し、２つの延長されたスライダ１２ａ、１２ｂによって保持される。それによってクランプ装置は非作動にされる。

２．空気クッション装置が作動される、すなわち圧縮空気がスイッチでオンにされる。

３．ロボットが、掴みトング３を使用して試料コンテナから試料バイアルを把持し、それを固定装置まで移送し、それを上方から試料ホルダ中に、所望の位置に達するまで挿入する（図４ａ）。

４．固定装置は、２つのスライダ１２ａ、１２ｂを元に動かし、それによって外部シェルが、スプリング要素１０によって下方に押されて、クランプ装置がスイッチでオンにされ、試料バイアルが保持される（図４ｂ）。このときから、試料バイアル及び試料ホルダは両方とも、ロボットによって保持され支持される。

５．ロボットは掴みトング（ｇｒｉｐｐｉｎｇ ｔｏｎｇ）３を解放し、それによって試料バイアルを含む試料ホルダは、空気クッション装置の空気クッションによってのみ保持される（図４ｂ）。

６．試料バイアルを含む試料ホルダは、空気クッション装置によって、計測チャンバ中に供給され（図４ｃ）、そこでプローブヘッドの空気タービンのステータの上に載せられる。

７．空気クッション装置が非作動、すなわち圧縮空気がスイッチでオフにされて、計測工程を開始することができる。

計測工程の後に、取外し工程が続く。

８．空気クッション装置が再び作動、すなわち圧縮空気がスイッチで再びオンにされる。

９．試料バイアルを含む試料ホルダが、空気クッション装置を使用して固定装置に戻され（図５ａ）、２つのスライダ１１ａ、１１ｂによって固定装置の上端に停止させられて、空気クッション装置の空気圧力によってこの位置に保持される（図５ｂ）。

１０．ロボットが、掴みトング３を使用して、その位置を変えることなく試料バイアルを把持する。

１１．固定装置は、２つのスライダ１２ａ、１２ｂを再び延長して、それによってクランプ装置をスイッチでオフにする（図５ｃ）。このときに試料バイアルは保持されて、ロボットによってのみ支持される。

１２．ロボットは、試料ホルダの外に試料バイアルを案内して（図５ｃ）、それを試料ホルダに戻す。

１３．ポイント３において継続。

本発明の装置は、以下の点で従来技術と異なる。

・本発明に係る試料ホルダは、その内部にクランプ装置を収容し、このクランプ装置は、試料バイアルに作用し、自動的にオン又はオフに切り替えることができる。

・本発明に係る固定装置は、試料ホルダを固定し、また本発明の試料ホルダのクランプ装置をオン又はオフに切り替える。

・本発明に係る供給デバイスは、試料ホルダ内に自動クランプ装置を有するので、ロボットは、供給機の下部領域へのアクセスを必要とせず、したがって低温保持装置の真上のドックユニットの上端に装着することができる。

・本発明に係る試料ホルダは、試料バイアルの上部部分を、本発明の試料ホルダ中に沈めることが可能であり、それによって好ましくは１００〜１２０ｍｍの長さの短い試料バイアルを使用することができるように構築される。

・本発明に係る供給装置のすべての要素は、超伝導ＮＭＲ磁石の低温保持装置上に直接的に装着することができる。

作動状態のクランプ装置を備える本発明の試料ホルダの側断面図である。 非作動状態のクランプ装置を備える図１の試料ホルダを示す図である。 試料ホルダ及び非作動状態のクランプ装置を備える本発明に係る固定装置の上面図及び側断面図である。 試料バイアルがＮＭＲ装置の内部で移送される、本発明係る供給装置を使用する、ＮＭＲ装置の自動供給のための本発明の方法を示す概略図である。 試料バイアルがＮＭＲ装置の内部で移送される、本発明係る供給装置を使用する、ＮＭＲ装置の自動供給のための本発明の方法を示す概略図である。 試料バイアルがＮＭＲ装置の内部で移送される、本発明係る供給装置を使用する、ＮＭＲ装置の自動供給のための本発明の方法を示す概略図である。 試料ホルダがＮＭＲ装置の内部から移送される、本発明に係る供給装置を使用する、ＮＭＲ装置の自動供給のための本発明の方法を示す概略図である。 試料ホルダがＮＭＲ装置の内部から移送される、本発明に係る供給装置を使用する、ＮＭＲ装置の自動供給のための本発明の方法を示す概略図である。 試料ホルダがＮＭＲ装置の内部から移送される、本発明に係る供給装置を使用する、ＮＭＲ装置の自動供給のための本発明の方法を示す概略図である。

符号の説明

１ 試料バイアル
２ 試料バイアル１の閉止スリーブ
３ 閉止スリーブ２を保持するための掴みトング
４ 試料ホルダの外部シェル
５ 試料ホルダの内部中空空間内のベベル加工表面
６ 試料ホルダの上縁から作動させることができる、クランプ装置９ａ、９ｂ、９ｃのオン・オフを切り替える役を果たすスイッチ要素
７ 閉止スリーブ２のための止め具としての役を果たすとともに、試料バイアルが落下するのを防止する、スイッチ要素の下縁の肩部
８ａ、８ｅ スイッチ要素６の軸方向変位をクランプ装置の装着リング９ａに伝達する伝達ピン（好ましくは全周に均一に分布する６部品）
９ａ ブレード９ａを一緒に保持する装着リング
９ｂ クランプ装置の弾性ブレード（好ましくは、全周に均一に分布する９部品）
９ｃ 弾性ブレード９ｂの両端に装着される取付け具
１０ 好ましくはゴムリングで構成されるスプリング要素
１１ａ、１１ｂ 固定装置の最頂部に装着されて、外部シェル４及びスイッチ要素６のための止め具の役を果たす第１のスライダ
１２ａ、１２ｂ 固定装置内部に装着されて、クランプ装置のオン・オフを切り替えるのに使用することのできる第２のスライダ
１３ 固定装置
１４ａ、１４ｂ スライダ１１ａ、１１ｂを動作させるための第１の空気圧シリンダ
１５ａ、１５ｂ スライダ１２ａ、１２ｂを動作させるための第２の空気圧シリンダ
１６ ドックユニット
１７ 超伝導ＮＭＲ磁石を収容する低温保持装置
１８ 試料バイアルを含む試料ホルダがそこを通って空気クッション上を計測チャンバ中に供給される円筒形シャフト

Claims (14)

1. 外部シェル（４）と、前記外部シェル（４）の内部に配置されて、試料バイアル（１）を受け入れるための、その軸に沿って延びる連続中空空間とを備え、核磁気共鳴（ＮＭＲ）構成内部で前記試料バイアル（１）を固定して移送するための試料ホルダであって、
   着脱可能なクランプ装置及びスイッチ要素（６）が、前記中空空間内部に設けられており、作動状態において、前記クランプ装置は、前記試料ホルダ中に導入された前記試料バイアル（１）を固定し、前記スイッチ要素（６）は外部から操作することが可能であり、前記クランプ装置は、前記スイッチ要素（６）を使用して非作動にされて、非作動状態において、前記試料ホルダ中に挿入された前記試料バイアル（１）が固定されないようにすることができることを特徴とする試料ホルダ。
2. 前記クランプ装置は、弾性ブレード（９ｂ）に連結された装着リング（９ａ）を備え、前記弾性ブレード（９ｂ）は、その両端にクランプ取付け具（９ｃ）を有し、前記クランプ装置は、前記装着リング（９ａ）を使用して前記試料ホルダの中空空間内に固定されており、前記クランプ装置の前記クランプ取付け具（９ｃ）は、前記スイッチ要素（６）を使用して前記外部シェル（４）の内部ベベル伝達表面（５）を介して軸方向に変位させて、それによって前記クランプ取付け具（９ｃ）を半径方向にそらせるとともに前記クランプ装置を作動させることができることを特徴とする請求項１に記載の試料ホルダ。
3. 前記クランプ装置は、前記試料ホルダの上縁から、すなわち前記外部シェル（４）の前記中空空間の内部に配置された伝達ピン（８ａ、８ｂ）を使用することによって、軸方向に変位させることが可能であって、前記スイッチ要素（６）の軸方向変位を前記クランプ装置に伝達することができることを特徴とする請求項１又は２に記載の試料ホルダ。
4. 前記外部シェルの下部肩部と前記クランプ装置の前記装着リング（９ａ）との間に配置されて、前記クランプ装置を作動させるための力を発生するゴムリングを備える、すなわちそれでできたスプリング要素（１０）が設けられて、この前記スプリング要素（１０）によって前記装着リング（９ａ）に作用する力は、前記スイッチ要素（６）を操作することによって前記クランプ装置に作用する力を打ち消すことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の試料ホルダ。
5. 前記試料ホルダの構造部材は、前記試料ホルダの軸のまわりにそれぞれ対称に配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の試料ホルダ。
6. 前記クランプ装置の自由内部空間は前記試料バイアルの外径に適合されていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の試料ホルダ。
7. 前記スイッチ要素（６）は、その下端に肩部（７）を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の試料ホルダ。
8. 前記試料ホルダは、スピナー又はシャトルとして設計されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の試料ホルダ。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載の試料ホルダと、試料ホルダから試料バイアル（１）を取り外すとともに、前記試料バイアル（１）を前記試料ホルダに供給、挿入するとともに、それから取り外すロボットと、前記試料ホルダをその内部に配置して、それによって固定することのできる固定装置（１３）とを備えるＮＭＲ装置用の自動供給装置。
10. 前記固定装置（１３）は、前記ＮＭＲ装置の低温保持装置の真上で、前記ＮＭＲ装置の室温ボア内に装着されたドックユニット（１６）の上端に装着されていることを特徴とする請求項９に記載の自動供給装置。
11. 前記固定装置（１３）は、前記スイッチ要素（６）と前記試料ホルダの前記外部シェル（４）のための止め具としての第１のスライダ（１１ａ、１１ｂ）と、第１の空気圧シリンダ（１４ａ、１４ｂ）とを備え、前記第１のスライダ（１１ａ、１１ｂ）は、前記第１の空気圧シリンダ（１４ａ、１４ｂ）によって水平方向に変位させることができることを特徴とする請求項９又は１０に記載の自動供給装置。
12. 前記固定装置（１３）は、第２のスライダ（１２ａ、１２ｂ）と第２の空気圧シリンダ（１５ａ、１５ｂ）とを備え、前記第２のスライダ（１２ａ、１２ｂ）は、前記第２の空気圧シリンダ（１５ａ、１５ｂ）によって水平方向に変位させて、前記第２のスライダ（１２ａ、１２ｂ）が半径方向内向きに変位させられるときに、前記第２のスライダが、前記試料ホルダの前記外部シェル（４）の外部円錐表面と接触するようにすることができることを特徴とする請求項９から１１のいずれか１項に記載の自動供給装置。
13. 前記固定装置（１３）の前記空気圧シリンダ（１４ａ、１４ｂ、１５ａ、１５ｂ）は自動的に制御できることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の自動供給装置。
14. 請求項９から１３のいずれか１項に記載の自動供給装置を使用してＮＭＲ装置に供給する方法であって、
    計測物質を収容する試料バイアル（１）が、ロボットを使用して試料ホルダから取り外されて、前記試料バイアルの軸が前記試料ホルダの軸と一致するように試料ホルダ中に挿入され、前記試料バイアル（１）を前記試料ホルダ内に設置した後に、前記第２の空気圧シリンダ（１５ａ、１５ｂ）を使用して前記第２のスライダ（１２ａ、１２ｂ）が水平且つ半径方向外向きに変位させられて、それによって前記第２のスライダ（１２ａ、１２ｂ）と前記試料ホルダの外部シェルの外部円錐表面との間の接触が解放されて、前記試料ホルダが重力によって下方に移動し、前記試料ホルダの前記外部シェル（４）と前記クランプ装置の前記装着リング（９ａ）との間のスプリング要素（１０）が緩められて、前記クランプ取付け具（９ｃ）が、前記スプリング要素（１０）によって前記クランプ要素に作用する上向きの力によって前記内部円錐伝達表面（５）に対して押し付けられて、内部に向かって半径方向にそらされて、それによって前記試料バイアル（１）が前記クランプ装置に固定される方法。

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